上海訊    近日，上海交通大學(xué)海洋學(xué)院長(zhǎng)聘教軌助理教授張曉雯在美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)旗艦期刊AGU Advances上，以第一兼通訊作者的身份發(fā)表了題為“Recent Warming Fuels Increased Organic Carbon Export from Arctic Permafrost”的研究論文。該論文由張曉雯博士與佛羅里達(dá)大學(xué)、阿拉斯加大學(xué)費(fèi)爾班克斯分校、瑞士聯(lián)邦理工等機(jī)構(gòu)的研究者合作完成。文章指出，北極地區(qū)過(guò)去160年的快速升溫很可能引起了更深層凍土的融化以及凍土有機(jī)碳輸出量的增多，并且指出變暖的速率和變暖前的環(huán)境條件也可能是影響凍土融化的重要因素。該文章被選為Editor’s highlights，由主編Susan Trumbore在Eos網(wǎng)站上撰文進(jìn)行了報(bào)道。

凍土是指連續(xù)兩年以上處于冰凍狀態(tài)的土壤。全球變暖正在引起北極地區(qū)發(fā)生巨大的地理環(huán)境和生態(tài)變化，如冰川消融、凍土融化等。北極凍土是一個(gè)巨大的碳儲(chǔ)庫(kù)，占了全球土壤有機(jī)碳總量的一半左右。當(dāng)凍土融化時(shí)，儲(chǔ)藏在其中的有機(jī)碳則更易被微生物降解，從而產(chǎn)生溫室氣體，對(duì)全球變暖產(chǎn)生正反饋。正因如此，凍土有機(jī)碳的釋放是生態(tài)和地球系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)氣候變化的一個(gè)重要依據(jù)。但是，現(xiàn)有的模型主要依據(jù)的是最近幾十年的觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，很難保證模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，需要尋找更長(zhǎng)時(shí)間尺度的地質(zhì)記錄來(lái)作為參考。

科爾維爾河凍土消融的地球化學(xué)和年代學(xué)記錄

該研究以阿拉斯加北部的科爾維爾河河口的沉積柱為研究對(duì)象，著重分析了沉積物中全樣有機(jī)碳和長(zhǎng)鏈脂肪酸的放射性碳同位素（14C）年齡。北極凍土中的有機(jī)物質(zhì)由于保存時(shí)間長(zhǎng)，因而具有較老的14C年齡，北極地區(qū)河口沉積物中有機(jī)碳的14C含量常常被用來(lái)指示凍土來(lái)源有機(jī)碳的深度及輸出量。該研究結(jié)果顯示，全樣有機(jī)碳的14C年齡變化與流域的溫度變化具有良好的相關(guān)性，且沉積物中全樣14C年齡在最近變暖期（Recent Warming；大約過(guò)去160年）隨溫度的快速升高而明顯變老。作為深層凍土的指示物，長(zhǎng)鏈脂肪酸的14C年齡結(jié)果與全樣14C相符，在最近變暖期呈現(xiàn)出變老的趨勢(shì)。這些結(jié)果表明隨著過(guò)去160年北極溫度的快速升高，凍土融化的深度變大并可能導(dǎo)致深層凍土輸出量增多。此外，通過(guò)對(duì)比羅曼暖期（Roman Warming）和最近變暖期的有機(jī)碳含量、長(zhǎng)鏈脂肪酸14C年齡結(jié)果，該研究還推測(cè)升溫速率越快、暖期之前的溫度越低，可能更容易造成深層凍土的融化和凍土有機(jī)碳的輸出量的增多。該研究用沉積記錄驗(yàn)證了北極變暖與凍土融化深度及凍土有機(jī)碳輸出量的相關(guān)性，為北極河口地區(qū)的沉積記錄對(duì)比提供了范本，并且指出了目前氣候模型可能忽略了的一些潛在重要因素。

張曉雯，2011年本科畢業(yè)于中國(guó)海洋大學(xué)化學(xué)專業(yè)，2017年在美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)獲得地質(zhì)學(xué)博士學(xué)位，2017-2020年在麻省理工學(xué)院從事博士后工作，2020年2月加入上海交通大學(xué)海洋學(xué)院，目前任長(zhǎng)聘教軌助理教授。研究方向主要為有機(jī)地球化學(xué)、凍土碳循環(huán)、單體碳同位素，目前以第一兼通訊作者在AGU Advances、GRL、JGR-Biogeosciences、OG等期刊上發(fā)表SCI論文多篇。