何妙洪等–JGR-Biogeosciences: 深水珊瑚S同位素分餾的原位分析:揭示生命效應
海水硫酸鹽是地表最大的S儲庫,其S同位素組成與全球氣候、海水氧化還原狀態(tài)和大氣化學息息相關。而海水δ34S記錄一般通過載體如碳酸鹽、硫酸蒸發(fā)巖和重晶石,但是這些載體所記錄的海水δ34S偶爾會發(fā)生爭議,關于它們結果的不一致性過去普遍歸因于成巖蝕變。然而,近年研究發(fā)現生物碳酸鹽記錄的δ34S與海水偏離±1‰,被認為可能存在生命效應(vital effects)。盡管如此,傳統的全巖分析(平均較大樣品區(qū)域變化和非生物影響)難以甄別具體的生命效應過程以及其真實的影響程度。
針對以上科學問題,中國科學院廣州地球化學研究所何妙洪副研究員,韋剛健研究員和中國科學院深??茖W與工程研究所的彭曉彤研究員、許恒超副研究員合作建立離子探針原位的碳酸鹽S同位素分析,并應用于深水柳珊瑚骨骼橫截面,揭示深水柳珊瑚骨骼S同位素發(fā)生顯著分餾,從最虧損34S的橫截面的核心(δ34S=19‰)增加到相對恒定的骨骼外側 (22.5‰),這遠遠超過了過去的認識(與海水分餾值(±1‰))。另外,結合原位的O同位素、元素組成(Mg、S、O)、拉曼光譜和骨骼晶體形貌特征確定了具體的生命效應過程是通過表面捕獲的動力學過程控制。這項研究對于深入理解生命效應以及評估生物碳酸鹽作為高分辨率S同位素記錄載體和理解生物礦化的本質機理具有重要意義。

圖1 深水柳珊瑚照片以及分析橫截面

圖2原位S-O同位素分布:(a)深水柳珊瑚,(b)深水竹節(jié)珊瑚。

圖3?統計不同生物碳酸鹽S同位素組成,灰色帶是海水S同位素組成。

圖4?骨骼的S-O同位素相關性
相關的成果近期發(fā)表在《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》,該項研究成果受到國家自然科學基金(42273012和42303012),中國科學院廣州地化所所長基金(2022SZJJZD-02)和廣州市科技計劃(202102020250)聯合資助。
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論文信息:He, M.*(何妙洪), Yu, X.(于曉曉), Deng, W.(鄧文峰), Chen, X.(陳雪霏), Peng, X.(彭曉彤), Ta, K.(他開文), Xu, H.*(許恒超), Cui, Z.(崔澤賢), Yang, Q.(楊晴), Yang, Y.(楊亞楠), Zhang, Y.(張彥強), Wei, G.(韋剛?。??In Situ Analysis of Sulfur Isotopic Fractionation in Deep-Sea Corals Using Secondary-Ion Mass Spectrometry: Insights Into Vital Effects. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences,2024, 129, e2024JG008032.
論文鏈接:https://doi.org/10.1029/2024JG008032

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