近日，南方科技大學海洋科學與工程系講席教授劉青松團隊在《自然—通訊》發表最新研究成果，研究團隊系統性地闡述了晚中新世時期全球氣候變冷的驅動機制，創新性地提出了全球磷酸鹽風化過程對海洋碳循環的重要影響。
晚中新世是一個跨越1160萬至530萬年前的地質歷史時期，這一時期見證了全球構造、生物群落和氣候的重大轉型。研究人員發現，晚中新世氣候變冷導致全球溫度在7至5.4百萬年之間不斷降低，并達到了近現代的海洋溫度。期間，隨著新生代以來的長期變冷和大氣CO2減少，深海和淺水區海洋溫度大幅下降。
因此，晚中新世時期作為重要的“時間窗口”，可以在比現代更加溫暖的條件下研究氣候和全球碳循環的相互作用，從而改進對氣候變化與陸地生態系統響應的相關預測。
在許多洋盆的記錄中，科學家們發現在晚中新世時期，全球發生了一次長時間持續的碳同位素負偏移，即“晚中新世碳偏移”。盡管現有研究提出了多種假說，認為陸地和深海碳儲庫的變化是導致晚中新世氣候變冷的主要原因，但其背后的驅動力仍然存在很大爭議。例如，大氣CO2的逐漸減少被認為在推動全球變冷和相關的陸地生態系統變化中發揮了核心作用。然而，在晚中新世時期，硅酸鹽風化與磷酸鹽風化的相對強度變化及其對碳消耗的影響仍然不太清楚。
針對這些謎題，研究團隊通過沉積記錄和數值模擬發現晚中新世時期全球磷酸鹽風化過程對于海洋碳循環和全球變冷產生了巨大的影響。
近年來，研究團隊基于西太平洋多金屬結殼在晚新生代以來風塵、洋流動力學等方面開展了大量的工作。通過對西太平洋麥哲倫海山區多金屬結殼樣品進行了環境磁學和地球化學的分析工作，研究團隊為晚中新世期間海洋磷酸鹽濃度持續性階梯狀增高提供重要的證據。生物地球化學模擬結果顯示，晚中新世時期磷酸鹽與硅酸鹽風化過程存在明顯的脫耦現象。研究進一步指出，該時期青藏高原隆升引發的磷酸鹽風化增強，可能通過提升初級生產力和海洋生物泵導致全球CO2的下降。
該研究強調了晚中新世陸地的磷風化變化在全球氣候轉型期的重要作用，為理解海洋碳循環與全球氣候變化之間的耦合作用提供了全新視角。同時，這一發現可以用于改進對未來氣候變化及陸地生態系統響應的預測。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56477-7
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