我國(guó)科學(xué)家最新的一項(xiàng)研究成果揭示了深海氧化沉積物在全球鉬循環(huán)中的關(guān)鍵作用，不僅提升了我們基于地球化學(xué)指標(biāo)反演地球歷史環(huán)境變化的精度，也為理解地球宜居性的演化、應(yīng)對(duì)未來(lái)環(huán)境變化提供了新的科學(xué)依據(jù)。11月18日，該研究成果刊發(fā)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然?通訊》上。

如何準(zhǔn)確重建地質(zhì)歷史時(shí)期海洋與大氣的氧氣含量，是地球科學(xué)前沿課題之一。鉬作為一種對(duì)氧化還原條件敏感的元素，其同位素組成被廣泛用于追溯古海洋的氧化還原歷史。要準(zhǔn)確解讀這一“地球化學(xué)密碼”，必須首先厘清現(xiàn)代海洋中鉬的來(lái)源、去向及其同位素平衡機(jī)制。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)界普遍以鐵錳結(jié)殼和結(jié)核代表整個(gè)海洋氧化沉積物的鉬同位素特征。然而，這類(lèi)沉積物僅占海洋氧化沉積物總量的一小部分，更多、更廣泛存在的是富含鐵錳（氫）氧化物的深海沉積物。忽略深海氧化沉積物的同位素特征，使得全球鉬同位素收支平衡存在顯著偏差。

針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所副研究員王志兵、研究員韋剛健團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所研究員鄒亮等，對(duì)西太平洋兩個(gè)深海沉積巖芯進(jìn)行了系統(tǒng)研究。他們發(fā)現(xiàn)，這些沉積物中的δ??Mo值顯著高于鐵錳結(jié)殼與結(jié)核的典型值。更為重要的是，巖芯中鉬同位素組成隨深度增加呈現(xiàn)明顯升高趨勢(shì)，且這種變化規(guī)律與太平洋其他海域的觀測(cè)結(jié)果相似，暗示其可能具有全球普遍性。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步結(jié)合金屬元素比值變化，提出這種垂直變化可能由底層海水中的鉬向沉積物中滲透，并在沉積柱內(nèi)發(fā)生再循環(huán)過(guò)程所驅(qū)動(dòng)。這一機(jī)制深化了對(duì)海洋鉬遷移行為的理解。

基于新獲取的數(shù)據(jù)和已發(fā)表的全球數(shù)據(jù)集，研究團(tuán)隊(duì)重新估算了全球氧化性沉積物對(duì)鉬的輸出通量及其同位素組成，并據(jù)此修正了全球鉬同位素質(zhì)量平衡模型。計(jì)算結(jié)果顯示，該通量是以前認(rèn)知的兩倍以上，占整個(gè)海洋鉬輸出總量的45%，成為全球海洋中最重要的鉬“沉淀池”，且其同位素特征明顯高于傳統(tǒng)值。更新后的模型顯示，以往研究可能顯著高估了地質(zhì)歷史時(shí)期，如古元古代、寒武紀(jì)、早侏羅世以及二疊—三疊紀(jì)交界等階段，全球海洋中“硫化缺氧”海盆的分布范圍。