科學家發現有機質在海洋沉積物中長期保存的“奧秘”
2019-10-04 18:30:15 來源: 新華網
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  新華社上海10月4日電(記者張建松)在我國海洋科學第一個大規模基礎研究計劃——“南海深部計劃”的支持下,科學家發現有機質在海洋沉積物中長期保存的“奧秘”。國際權威期刊《科學》雜志4日在線發表了相關論文。

  從達爾文時代開始,有機質長期保存就一直是困擾地球科學界的難題。由同濟大學與瑞士聯邦理工學院合作進行的這項研究,發現陸地來源的土壤成因有機質,在海洋里搬運和沉積過程中,從“蒙脫石”表面被剝離分解,被海洋成因的有機質所取代。但同樣是陸地來源的巖石成因有機質,在海洋環境中與“云母”和“綠泥石”緊密結合,則不發生變化。

  “這個結果表明,陸地來源有機質在海洋沉積物中的長期保存,是由層狀硅酸鹽礦物這個一級因素所控制的。”論文的共同通訊作者、同濟大學海洋地質國家重點實驗室劉志飛教授說,“有機質含量和礦物表面積之間存在的重要關系,前人進行了大量研究,但對這種關系的性質,卻一直沒能清楚解釋。我國的南海及其周邊,具有高度空間多樣性的粘土礦物分布特征,為定量驗證這種關系提供了天然實驗條件。”

  研究團隊通過多年調查,發現南海北部的呂宋島,僅提供土壤成因的“蒙脫石”;而臺灣島則僅提供巖石成因的“云母”和“綠泥石”。

  他們通過在南海北部布設深海沉積物捕集器錨系觀測系統,獲得了時間序列源自呂宋島和臺灣島的粘土礦物,及其攜帶的陸源有機質。然后,再進行放射性碳測年、有機碳穩定同位素、層狀硅酸鹽礦物表面積以及礦物含量定量研究等高精度實驗分析,從而首次清晰地揭示出:粘土礦物的種類是影響有機質保存的最重要因素。

  國家自然科學基金委于2011年啟動的“南海深海過程演變”(簡稱“南海深部計劃”),執行以來取得了豐碩成果。我國科學家通過對南海深部進行系統觀測,取得了一系列新發現;在南海深部重大科學問題上,提出了挑戰傳統認識的新觀點,取得了南海深部研究的科學主導權。

  專家們認為,劉志飛研究團隊取得的這項最新成果,回答了有機質最終封存在海洋沉積物中的驅動機制,對于地球早期、甚至地外天體有機質長期保存研究具有重要科學意義。同時,也進一步拓展了南海作為海洋前沿科學問題“天然實驗室”的研究空間。

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【糾錯】 責任編輯: 魏曉航

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