近日大色哥导航，南边科技大学海洋科学与工程系副素养姚炜琪团队在海洋脱氧商讨中得回蹙迫进展，揭示了极热形势时间海洋最小含氧层（ODZs）与氮轮回的耦合演变机制。商讨效劳以“Expanded subsurface ocean anoxia in the Atlantic during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum”为题在Nature Communications期刊上发表。
氧气对地球上大大宗生物至关蹙迫。由于氧气在水中的融化度较低，海洋中融化氧总量不到大气的1%，因此，海水中的融化氧含量在调控海洋生态系统和生物地球化学轮回中饰演着曲折扮装。畴昔几十年，由于形势变化和东说念主为养分物资输入，远洋和沿海海域的融化氧水平握续下落，同期巨匠变暖导致海水分层加强，减轻了深海氧气的再补充，进一步加重了海洋的氧亏蚀（即海洋脱氧）。海洋最小含氧层（ODZs） 是天真大洋中融化氧含量最低的水层，频繁位于温跃层隔邻的中层水体。在这些区域，融化氧确凿糟践，跟着形势变化的鼓动，海洋ODZs可能进一步膨胀，扼制好多有氧生物的活命，同期改动海洋氮、硫轮回格式，进而影响海洋生态环境。尽管咱们照旧了解到巨匠变温煦海水分层会加重海洋氧亏蚀，但海洋透风、海洋分娩力等成分给改日海洋脱氧带来更多的不笃定性，尤其是对海洋ODZs的影响有待进一步有计划。
古新世 - 始新世极热事件（PETM）发生在约5600万年前，是一个与当代东说念主类高碳排放景象相同的时辰窗口。因此，商讨PETM时间海洋脱氧的经过和机制，有助于揭示改日海洋ODZs的变化趋势。该商讨团队诳骗南大欧好意思大洋钻探伤度打算站点ODP Site 1263和Site 1265进行多筹画合并分析，发现 PETM 技艺南大欧好意思浮游有孔虫 δ15N显耀下落，同期活性磷累积速度和海洋重晶石累积速度加多，海洋重晶石 δ34S上涨（图1）。
图 1 PETM时间南大欧好意思浮游有孔虫 δ15N与活性磷纪录重建
当代海洋中，硝酸盐是最小含氧层中固定氮的主要形势（即“硝酸盐型” ODZs；图2a，c）。由于低氧水体反硝化作用会产生较大的同位素分馏效应，因此浮游有孔虫δ15N缩短频繁可能会被解读为“硝酸盐型” ODZs收缩，或平均海洋水体反硝化作用减轻。先前有商讨合计PETM技艺北赤说念太平洋浮游有孔虫δ15N缩短是该海域分娩力下落、融化氧加多所导致的。
然则，这一诠释注解并不适用于南大欧好意思，因为多种筹画凭据标明南大欧好意思（1）生物分娩力加多（图1）；（2）中层洋底缺氧；（3）部分海域ODZs缺氧且有硫化氢累积，但信得过位置尚不清亮。由于硫酸盐规复作用发生硝酸盐糟践之后，因此铵盐应为这些富硫化水体中固定氮的主要形势（即，“铵盐型” ODZs；图 2b，d）。
图 2 “硝酸盐型” ODZs与 “铵盐型” ODZs的对比默示图
周处除三害 麻豆为此，该商讨提倡PETM时间海洋中存在“铵盐型” ODZs的假说。与当代黑海的氮轮回格式相同，“铵盐型” ODZs边际发生与硝化耦合的厌氧氨氧化/反硝化作用，判辨出较弱的同位素分馏效应，从而缩短平均海水δ15N值。单箱式模子限度标明，与当代海洋比拟，pre-PETM海洋的低氧水体愈加宽敞，但未出现“铵盐型” ODZs；PETM海洋同期存在“硝酸盐型”和“铵盐型” ODZs，后者在白垩纪大洋缺氧事件2（OAE2）的范围进一步扩大（图3）。
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图 3 海洋氮轮回与平均海水δ15N的演化历史
该商讨进一步诳骗多箱式模子，发现（1）“铵盐型” ODZs水体氮亏蚀的弱同位素分馏效应与（2）固氮作用的抵偿性增强共同导致了PETM时间南大欧好意思浮游有孔虫δ15N下落（图4）。
图 4 PETM时间南大欧好意思温跃层向“铵盐型” ODZs一霎转动的多箱式模子限度
与此同期，地球系统模子 cGENIE的融化氧模拟流露，南大洋变暖与生物分娩力陶冶形成了大界限的海洋脱氧。与当代海洋比拟，PETM海洋ODZs面积扩大到巨匠海洋的三分之一，主要在大欧好意思、东赤说念太平洋、特提斯洋（图5）。尽管太平洋部分海域融化氧含量仍较高，但大欧好意思温跃层大部分海水已达到缺氧水平，强调了巨匠变暖配景下海洋脱氧的复杂空间互异。
图 5 当代海洋与PETM海洋的融化氧含量离别图
该商讨揭示了PETM海洋氮、硫、氧轮回耦合演变的新机制（图6）。pre-PETM海洋宽敞的低氧环境是ODZs向缺氧转动的前提，PETM大欧好意思温跃层达到缺氧，同期铵盐与硫化氢的一霎累积可能对海洋鱼类等生物产生毁坏作用。这一发现弘扬了海洋里面生物地球化学经过对形势变化的反映机制，为长远相识和瞻望改日海洋融化氧变化过火生态影响提供了蹙迫的科学参考。
图 6 海洋氮和硫轮回对融化氧含量变化的反映默示图
南边科技大学为论文第一单元。海洋科学与工程系姚炜琪副素养为论文第一作家，南科大姚炜琪和波士顿学院王星辰为论文共同通信作家，两个团队的博士生孔天舒、翟瑞翔、张睿灵、刘逸琳均为本商讨作出蹙迫孝敬。该商讨得到了国度当然科学基金、科技部要点研发测度打算专项后生科学家技俩、广东省当然科学基金、深圳市高级院校踏实扶持测度打算的扶持。
论文纠合：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53423-x
信息起头：南边科技大学海洋系。转载请注明信息起头及海洋知圈编排。
