在上一次海平面上升期间，下孟加拉扇区的沉积有机碳封存量显著减少

《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》：Significant Decrease in Sedimentary Organic Carbon Sequestration in the Lower Bengal Fan During the Last Sea Level Rise

深海扇主动通道重力核心数据揭示，过去15万年海平面变化显著影响沉积有机碳（TOC）积累：低海平面期（15-10 ka）TOC积累率达443±221 mg/cm2/ka，陆源OC占比53±5%，埋藏效率37±8%；高海平面期（10-2 ka）各项指标骤降。海平面上升导致陆源输入减少和侵蚀增强，而2-0 ka陆源输入回升可能源于人类活动。全球深海扇 Holocene 期碳汇效率比末次冰期下降10%-50%，其作为碳汇热点作用受主动通道调控。

　　

摘要

深海扇区是地球上最大的沉积物和有机碳（OC）积聚区。然而，上次海平面上升期间深海扇区中沉积物有机碳封存的变化尚未得到充分研究。本研究分析了从下孟加拉扇活动河道内侧获取的一个重力岩芯（长度为4.24米），对其矿物成分、无机元素、总有机碳（TOC）和碳同位素（δ¹³C、Δ¹⁴C）以及木质素酚类进行了分析，以重建过去15千年间沉积物和有机碳的来源及积累速率。结果显示，在海平面较低时期（15–10千年前），有机碳的积累速率（TOC_AR为443 ± 221毫克/平方厘米/千年）、陆地有机碳的比例（53 ± 5%）以及埋藏效率（37 ± 8%）显著高于海平面较高时期（10–2千年前，分别为7 ± 2毫克/平方厘米/千年、39 ± 6%、22 ± 4%），这是因为在海平面较高时陆地沉积物和有机碳的供应量大幅减少。这一现象还体现在木质素含量的下降（从0.46 ± 0.30毫克/100毫克有机碳降至0.02 ± 0.02毫克/100毫克有机碳）以及沉积前年龄的延长（从4,607 ± 300年延长至2,650 ± 933年）。在2–0千年前，这些参数的轻微增加很可能是由于人为活动的加剧。重新评估的全新世及上次冰消期全球深海扇区的有机碳积累速率和埋藏效率高于深海平原（深度超过1,000米）和上升流区域，表明深海扇区是有机碳封存的热点区域。本研究强调了在气候变化背景下，深海扇活动河道在调节有机碳生物地球化学过程中的重要作用。

通俗语言总结

拥有大量海底沉积物的深海扇区对于储存有机碳（OC）和调节地球气候至关重要。本研究探讨了在过去15千年间，随着海平面上升，孟加拉扇区的有机碳埋藏情况如何变化。通过对下孟加拉扇活动河道中的沉积物岩芯进行分析，发现海平面较低时期（15–10千年前）的有机碳积累速率、陆地有机碳比例和埋藏效率明显高于海平面较高时期（10–2千年前）。这种变化与河流输送的沉积物和有机碳量减少以及海平面上升导致的侵蚀加剧有关。过去2千年间有机碳积累速率的轻微恢复反映了人类活动引起的土地侵蚀加剧。在全球范围内，全新世及上次冰消期期间的有机碳积累速率比深海平原和上升流区域高出数十到数百倍，凸显了它们作为全球碳汇的重要性。研究表明，深海扇的活动河道在深海有机碳输送和积累过程中起着关键作用，在气候变化背景下这一作用需要得到更多关注。

要点

• 浊流带来的侧向沉积是深海扇活动河道中有机碳埋藏的重要机制

• 从上次冰消期到全新世，全球深海扇区的埋藏效率下降了10%–50%

• 海平面上升显著影响了深海扇区作为有机碳积聚热点的地位

利益冲突

作者声明与本研究无关的利益冲突。