研究核心发现 - 海洋硫酸盐浓度变化能改变甲烷消耗方式，揭示了古新世—始新世极热事件中全球变暖和海洋酸化的碳循环机制 [1] - 现代海洋中约90%的甲烷被沉积物微生物在无氧条件下利用，产生碱性物质缓解海洋酸化 [1] - PETM时期北极海水硫酸盐浓度不到现代的1/3，导致需氧细菌通过消耗氧气快速燃烧甲烷并释放二氧化碳 [1] 北极地区碳循环角色转变 - PETM恢复期北极海洋二氧化碳浓度比全球平均值高200—700ppm [1] - 北极海洋从吸收二氧化碳转变为排放二氧化碳，因其海水变淡、硫酸盐减少促使甲烷通过快速燃烧分解 [1] - 这一转变使北极在全球碳循环中从吸收汇变为温室气体排放源 [1]

古新世—始新世极热事件(PETM)研究 - 团队通过高精度地质记录与地球系统模型模拟，精准捕捉到5600万年前全球变暖前的一次二氧化碳快速释放事件(POE)，揭示了地质深时快速碳释放触发全球变暖的机制 [1] - PETM是中生代以来最剧烈的全球变暖事件，由大量轻碳短期释放引发，导致全球升温5℃至6℃，大气二氧化碳浓度急升，海洋酸化和缺氧加剧 [1] - POE事件持续时间短、碳同位素负偏幅度小约1‰至2‰，伴随轻微增温、浅海酸化、陆源输入增加、微生物群落重组以及浅海环境低氧化趋势 [2] 碳排放与气候影响 - POE期间碳排放速率约为每年10亿吨，与20世纪60年代人类化石燃料排放水平相当，使大气二氧化碳浓度在百年至千年内升高约40%，与过去60年增幅相当 [2] - POE碳源主要来自北大西洋火成岩省早期火山活动，岩浆侵入富含有机质沉积层引发热解，瞬间释放巨量二氧化碳，扰动全球碳循环 [2] - 5600万年前的地球"自然实验"表明，快速碳释放可能触发气候系统多米诺骨牌式崩塌，当前人类碳排放速度更快，需在碳积累达临界点前尽快减排 [3] 研究方法与数据来源 - 团队选取新疆库孜贡苏剖面的沉积地层作为研究对象，通过多指标分析和地球系统模型cGENIE双重反演模拟，重建POE期间百年至千年尺度的海洋碳循环和环境变化 [2] - 创新性开展敏感性模拟实验，确认POE在全球范围内具有同步性，为理解当今极端气候事件提供参考 [1][2]