我校在深海黑碳研究领域取得重要进展

近日，我校海洋学院张瑞杰副教授等指导的硕士研究生李浩蓝在深海黑碳研究方面的研究成果Black Carbon in Deep-Sea Seamount Sediment Cores: Vertical Variation and Non-Negligible Char Black Carbon（深海海山沉积柱中的黑碳：垂向变异及不可忽视的焦炭组分），作为封面论文发表于环境学领域著名期刊Environmental Science & Technology（IF=11.4）。该研究得到了国家自然科学基金重点项目和南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）的大力支持。

黑碳主要是陆源生物质和化石燃料不完全燃烧的产物。深海沉积物通常被认为是黑碳（BC）的最终汇，这些沉积物中长期埋藏的黑碳被认为可能对气候变暖产生负反馈效应。在以往的研究中，海洋沉积物中黑碳的埋藏通量主要基于烟炱（Soot BC，SBC）估算得到，经常忽略了焦碳（Char BC，CBC）的贡献。李浩蓝的研究借助深海海山的天然地理优势，使用苯多羧酸（BPCA）法和化学热氧化（CTO）法分析了南海中部中南海山（山顶水深288米，山底水深4355米）不同高度处沉积柱中的CBC和SBC。结果显示，CBC含量从海山上部（1432米）的0.026±0.010%增加到海山近山脚（4278米）处的0.039±0.012%，约为SBC含量的1/4~2/5。随着深度的增加，CBC和SBC之间的含量差异逐渐减小。在深海沉积物中，生物地球化学因素影响着CBC分子随深度的变化。在海山中上部（1432米和2465米）沉积柱中，高凝结的CBC分子沿沉积柱剖面向下逐渐积累。到达海山中下部（3497米），苯三羧酸(B3CA)和苯四羧酸(B4CA)含量的降低伴随着CBC凝结度的上升，表明低凝结的CBC被优先消耗。随后，CBC分子在海山山脚达到了相对稳定态。该研究表明，CBC在深海沉积物中具有长期封存碳的能力，以往对海洋沉积物中仅基于SBC计算的埋藏通量与实际值相比被低估了约20~30%。该研究为重新认识沉积物BC埋藏通量以及为探究黒碳与气候变暖之间的相互影响提供了重要的理论基础。