白垩纪中期二氧化碳浓度波动及其古气候响应——来自昌都盆地钙质结核的证据OA

【目的】长期以来,对白垩纪塞诺曼期—土伦期(C-T,100.5~89.8 Ma)大气二氧化碳浓度(pCO_(2))的重建仅限于阶段尺度的时间分辨率(即时间分辨率仅停留在塞诺曼期或土伦期的pCO_(2)重建),且有关这一时期的研究大多基于海相地层,这对于理解C-T极端温室气候和全球碳循环扰动的效用非常有限。【方法】为了加深对C-T极端温室气候期间pCO_(2)波动及其古气候响应的理解,本研究通过分析西藏东南部昌都盆地南新组钙质结核的稳定同位素重建了C-T时期高分辨率的大气pCO_(2)和平均年降水量(MAP)。【结果】pCO_(2)在早塞诺曼期逐渐减少,而在中晚塞诺曼期逐渐增加,到早中土伦期,pCO_(2)存在明显波动。除pCO_(2)的长期波动外,南新组古土壤钙质结核还记录了塞诺曼期发生的碳循环扰动事件,即大洋缺氧事件2(OAE2)。在OAE2期间,存在两个不同的CO_(2)脉冲,且pCO_(2)的极大(小)值点与δ^(13)C_(org)的极小(大)值点相对应。pCO_(2)在OAE2边界处上升至1300μmol/mol,随后OAE2期间大规模有机碳埋藏导致pCO_(2)下降了约17%。中晚塞诺曼期持续增加的二氧化碳浓度可能加剧了温室气候并驱动大气湿度的增加,这导致有机碳同位素的显著负偏移并使其与无机碳同位素解耦。【结论】通过对C-T时期古MAP敏感性的估计得出:大气二氧化碳浓度从500μmol/mol增加到1000μmol/mol时,MAP增加511 mm。