边缘海只占全球面积的8%，其沉积有机碳年埋藏量（138Tg C/yr）约占全球的80%。因此，边缘海有机碳埋藏是重要的碳汇。但是，有机碳埋藏量并不直接等同于碳汇。例如，化石有机碳从陆地搬运至海洋并埋藏的过程中并没有发挥碳汇效应，而陈化的陆地土壤有机质在千年尺度上是陆源碳汇。因此，解析沉积有机碳的来源及年龄组成，有助于更加科学的评估边缘海的碳汇能力。在沉积记录中（包括表层沉积物），有机质碳-14年龄普遍老于沉积年龄（后者通常以有孔虫壳体碳-14年龄为基准，两者之差标记为有机碳的表观年龄），并且在全球海域呈现不同的时空变化。传统观点认为是古老有机碳的贡献导致了上述现象。
近日，海洋试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室赵美训团队利用东海陆架济州岛西南泥质区的沉积岩芯，开展了自1.4万年以来有机碳含量及碳同位素（13C和14C）以及典型生物标志物组成的研究。研究结果表明：（1）总有机碳的表观年龄在1,930–5,530 yr之间，并且表现为冰消期高、中晚全新世低的特征。（2）基于BIT、δ13C的指标揭示陆源有机碳贡献比例及埋藏通量均呈现为冰消期高，中晚全新世低的特征。（3）基于双碳同位素（13C和14C）的混合模型并不能完全解释沉积有机碳的表观年龄。结合海平面变化与矿物物理特征，并结合基于双碳同位素的混合模型理论计算结果，我们提出如下观点：在中晚全新世（高海平面），陆源有机碳经由河口搬运至沉积区的历程中经历了强烈沉积-再悬浮过程，由此产生的水动力老化（hydrodynamic process aging）是有机碳表观年龄的主要贡献者。在冰消期阶段（低海平面），沉积站位距离古海岸较近，近岸水动力过程对古海岸的侵蚀导致更多的古老有机碳被搬运至济州岛西南泥质区，这增加了古老陆源有机碳的贡献比例进而产生较高的有机碳表观年龄。
图1. 基于碳同位素的端元混合模型与东海沉积记录
此外，通过中-高纬度陆源有机碳埋藏通量的对比，我们提出东海与（亚）北极陆架海区陆源有机碳的埋藏通量对气候/环境强迫的响应不同：在冰消期阶段，陆源有机质向陆架的搬运在高纬度区域对MWP（melt water pulse）事件响应敏感，而在东海则主要受控于海平面变化。可能的解释是北极冻土对温度和降水有敏感的响应，而东亚边缘海沉积物搬运对陆架水动力过程（如潮汐强度的时空变化）响应敏感。
图2.东海与北极陆架陆源有机碳埋藏通量比较
该成果在Nature Index期刊Geochimica et Cosmochimica Acta（地球化学与宇宙化学学报）在线发表题为“Hydrodynamic processes and source changes caused elevated14C ages of organic carbon in the East China Sea over the last 14.3 kyr（水动力过程和来源变化导致东海1.4万年以来沉积有机碳表观碳-14年龄升高）”的研究论文。中国海洋大学张海龙高级实验师为第一作者，海洋试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室李大伟副教授和赵美训教授为共同通讯作者。该成果由青岛海洋科学与技术试点国家实验室、中国海洋大学和美国华盛顿大学的相关学者合作完成。是功能实验室在碳循环领域取得的又一重要进展，对国家碳中和、碳达峰战略政策制定具有重要的科学价值。研究工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2021.04.015
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