基于华南钻孔碳同位素记录制约埃迪卡拉纪海洋可溶性有机碳储库

摘要

地球历史时期大气氧含量的变化是古气候和古环境研究的关键。在寒武纪之前,地表至少发生了两次氧化事件,其见证了生物的革新和环境的根本变化。然而,在新元古代时期,深海中存在的大量可溶性有机碳(DOC)可能延长了两次氧化事件之间的间隔。为了验证DOC假说,我们对埃迪卡拉系钻孔样品(王集钻孔)进行了详细的微钻碳酸盐碳同位素(δ^(13)C_(carb))分析,该钻孔的全岩δ^(13)C_(carb)和有机碳同位素(δ^(13)C_(org))记录已被报道。本次研究表明,微钻和全岩的δ^(13)C_(carb)结果相对一致,这排除了自生碳酸盐大量混入的影响。值得注意的是,王集钻孔中的多次δ^(13)C_(carb)负偏移可能与海水上涌事件相关,DOC在此过程被大量氧化。通过箱式模型计算,我们认为,在维持数百万年的两次δ^(13)C_(carb)负偏移中,约有3.6×10^(19)mol和2.0×10^(19)mol的DOC被氧化,这规模大约是现代海洋DOC总量的1000倍。我们的研究进一步支持如下结论:在埃迪卡拉纪早期,地球表层环境已具有相对较高的氧化能力(高大气氧气浓度和/或高海水硫酸根浓度)。