暴雨事件加速碳酸鹽巖風(fēng)化及其二氧化碳消耗

近日，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所金章東研究團(tuán)隊(duì)通過青藏高原東部岷江上游季節(jié)性（周分辨率）河水中陰陽離子、87Sr/86Sr以及懸浮顆粒物的地球化學(xué)和礦物學(xué)組成分析，表明岷江上游的河水化學(xué)主要由碳酸鹽巖溶解主導(dǎo)，進(jìn)而探討碳酸鹽巖風(fēng)化對(duì)暴雨事件的季節(jié)性響應(yīng)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Hydrology上。

由于快速溶解動(dòng)力學(xué)，碳酸鹽巖風(fēng)化對(duì)構(gòu)造活動(dòng)和氣候變化高度敏感，對(duì)短時(shí)間尺度的碳循環(huán)起著關(guān)鍵作用。在全球變暖的大背景下，極端天氣和水文事件頻發(fā)，但這些事件如何影響碳酸鹽巖風(fēng)化及其碳收支尚不明確，尤其是在構(gòu)造侵蝕劇烈的地區(qū)。

該團(tuán)隊(duì)研究數(shù)據(jù)顯示，在2010年季風(fēng)期間，流域共經(jīng)歷了6次暴雨事件。與非季風(fēng)期相比，這些暴雨事件導(dǎo)致徑流量和懸浮物濃度分別增加了7-14倍和10-40倍，碳酸鹽巖風(fēng)化及其CO2消耗平均通量分別增加了270%和264%。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出風(fēng)暴事件對(duì)碳酸鹽巖風(fēng)化及其CO2消耗的增強(qiáng)機(jī)制。暴雨導(dǎo)致更多新鮮碳酸鹽礦物暴露，增加了反應(yīng)比表面積；高徑流量條件下，碳酸鹽礦物的快速溶解動(dòng)力學(xué)使其比硅酸鹽礦物更快溶解，導(dǎo)致水體迅速達(dá)到飽和；強(qiáng)降水可能促進(jìn)土壤CO2的排放進(jìn)入水體，為驅(qū)動(dòng)碳酸鹽巖的溶解提供了更多的質(zhì)子。

研究團(tuán)隊(duì)采用碳酸鹽巖不一致溶解模型，揭示了在流域尺度上，高侵蝕作用導(dǎo)致碳酸鹽巖風(fēng)化時(shí)Mg和Sr相對(duì)于Ca的優(yōu)先淋出，并通過暴雨事件產(chǎn)生更多的碳酸鹽巖以懸浮顆粒形式被帶到下游進(jìn)一步風(fēng)化。該研究為認(rèn)識(shí)全球變暖背景下風(fēng)化、侵蝕和氣候之間的關(guān)系提供了新的見解。

非季風(fēng)與暴雨事件期間碳酸鹽巖不一致溶解（ICD）過程示意圖。（課題組供圖）