新研究重塑全球海洋鉬循環認知格局
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| 日期：2025.11.24 資訊來源：網絡來源 瀏覽人次：705 |
中國科學院廣州地球化學研究所副研究員王志兵、研究員韋剛健團隊，聯合中國地質調查局青島海洋地質研究所研究員鄒亮等科研人員，研究揭示了深海氧化沉積物在全球鉬（Mo）循環中扮演的關鍵角色。11月18日，相關成果在線發表于《自然-通訊》（Nature Communications）。
海洋Mo同位素質量平衡的最新模型。研究團隊供圖
地球大氣和海洋中氧氣含量從近乎為零逐步攀升至接近現代水平，這一過程是地球形成宜居環境以及生命得以演化的重要基石。準確重建地質歷史時期海洋與大氣的氧氣含量，一直是地球科學領域的前沿課題。Mo作為一種對氧化還原條件極為敏感的元素，其同位素組成被廣泛視為追溯古海洋氧化還原歷史的“地球化學密碼”。然而，要精準解讀這一密碼，首要任務是厘清現代海洋中Mo的來源、去向以及同位素平衡機制。
長期以來，科學界普遍將鐵錳結殼和結核作為整個海洋氧化沉積物Mo同位素特征的代表。但實際上，這類沉積物在海洋氧化沉積物總量中僅占極小比例，而分布更為廣泛、數量更為龐大的則是富含鐵錳（氫）氧化物的深海沉積物。此前忽略這一主體部分的同位素特征，導致全球Mo同位素收支平衡出現明顯偏差。
為解決這一難題，研究團隊選取西太平洋兩個深海沉積巖芯展開了系統研究。他們發現，這些沉積物中的δ98Mo值處于-0.55‰至0.19‰的區間，顯著高于鐵錳結殼與結核的典型值（-0.70‰）。更為關鍵的是，巖芯中Mo同位素組成隨深度增加呈現出明顯的升高趨勢，并且這種變化規律與太平洋其他海域的觀測結果高度相似，暗示該現象可能具有全球普遍性。
研究團隊進一步結合金屬元素比值變化深入分析，提出這種垂直變化可能是由底層海水中的Mo向沉積物中滲透，并在沉積柱內發生再循環過程所驅動的。這一發現極大地深化了我們對海洋Mo遷移行為的理解。
基于新獲取的數據以及已發表的全球數據集，研究團隊重新估算了全球氧化性沉積物對Mo的輸出通量及其同位素組成，并據此對全球Mo同位素質量平衡模型進行了修正。計算結果表明，該通量高達1.52×108摩爾/年，是此前認知的兩倍以上，占整個海洋Mo輸出總量的45%，成為全球海洋中最重要的Mo“沉淀池”，其對應的同位素值為-0.09±0.23‰。
更新后的模型顯示，以往研究可能顯著高估了地質歷史時期——如古元古代、寒武紀、早侏羅世以及二疊-三疊紀交界等階段——全球海洋中“硫化缺氧”海盆的分布范圍。這意味著，遠古海洋的“透氣性”可能比我們過去想象的更好，整體環境也更有益于早期生命的演化與繁盛。地球氧氣含量的變化直接推動了生命的演化和大爆發（如寒武紀生命大爆發），而這項研究或許能為我們更清晰地勾勒出生命演化的背景舞臺，為解答“生命從何而來”這一深層次的科學問題提供關鍵線索。
該研究顯著提升了我們基于地球化學指標反演地球歷史環境變化的精度，為理解地球宜居性的演化歷程以及應對未來環境變化提供了全新的科學依據。（來源：中國科學報 朱漢斌 孔令竹）
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65006-5
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