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海洋生物碳泵的地质演化:微生物的碳汇作用 被引量:12
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作者 谢树成 焦念志 +2 位作者 罗根明 李东东 汪品先 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期1715-1726,共12页
包括生物泵(biological pump,BP)和微型生物碳泵(microbial carbon pump,MCP)在内的海洋生物碳泵,是海洋生态系统通过碳循环调节地球环境变化的关键途径之一,对宜居地球起到增氧、减碳和降温等方面的作用.总体上,人们对地质时期海洋生... 包括生物泵(biological pump,BP)和微型生物碳泵(microbial carbon pump,MCP)在内的海洋生物碳泵,是海洋生态系统通过碳循环调节地球环境变化的关键途径之一,对宜居地球起到增氧、减碳和降温等方面的作用.总体上,人们对地质时期海洋生物碳泵了解得很少,基本是粗线条的框架性认识.生物经历了从原核生物到藻类再到多细胞动物的演化,生态系统也经历了从扁平到立体的大革新.生物圈的这些变化导致海洋生物碳泵出现阶段性的演化.总体缺氧的太古宙海洋主要以单细胞微生物为主,合成有机质的微生物个体很难沉降,但能够在海洋里形成大量的惰性溶解有机碳(recalcitrant dissolved organic carbon,RDOC),MCP的贡献比较大,而BP相对较弱.藻类在元古宙起源而加入了生物碳泵,因细胞变大而增强了BP的作用,但MCP的作用也大,在晚新元古代形成大型溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)库.在整体氧化的显生宙海洋,多细胞动物虽不能固碳但却加强了BP作用.生物的这些演化导致BP的效率不断提高,使得海洋对碳循环的缓冲作用逐渐加强.然而,最近的数值模型模拟结果却指出,地质历史时期海洋DOC库的大小总体比较稳定,受地质事件的影响比较有限.这些矛盾的认识正说明了人们对海洋生物碳泵地质演化的认识还有待于深入.特别是,古代海洋大型DOC库的形成机制及其与气候环境的关系、大冰期和极端温暖期海洋生物碳泵的特点及其对古气候的贡献、地质时期海洋DOC与颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的相对比例变化规律及其受控因素、微生物通过沉淀碳酸盐对碳汇的长期影响等难题都有待深入阐述. 展开更多
关键词 地质微生物 细菌 藻类 初级生产力 宜居地球 地球生物学
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地球表层系统对深部圈层时空演变的影响 被引量:4
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作者 谢树成 罗根明 朱宗敏 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期149-159,共11页
地球系统科学研究的一个关键点是地球深部与表层系统的联动.深部过程通过火山作用对表层系统产生的重要影响已经取得了许多重要进展,认识比较薄弱的方面是表层系统如何影响深部的结构、过程和演化.板块俯冲将大量沉积物带入地幔过渡带... 地球系统科学研究的一个关键点是地球深部与表层系统的联动.深部过程通过火山作用对表层系统产生的重要影响已经取得了许多重要进展,认识比较薄弱的方面是表层系统如何影响深部的结构、过程和演化.板块俯冲将大量沉积物带入地幔过渡带乃至核幔边界的D″层,可以导致地幔的不均一性.特别是,板块俯冲带入的水通过影响地幔物理性质而增强地幔的熔融和对流能力,进而又在一定程度上影响了地球深部的岩浆活动、变质作用,以及包括板块俯冲在内的构造运动.华北克拉通破坏及其相伴的岩石圈变化被认为是水通过板块俯冲而影响深部过程的一个体现.表层系统不仅影响了深部的结构和过程,而且还极大地影响了深部的地质演化.在前寒武纪,古元古代和新元古代两次雪球地球之后形成了巨量的洋底沉积物,这些沉积物进入俯冲带后提高了板块俯冲的润滑性及其速率,进而对该时期活跃的全球构造运动及超大陆形成产生一些影响.在显生宙,4.3亿年以来陆地植物的大发展和2亿年以来海洋三大浮游生物的大发展都通过改变沉积物成分而影响深部圈层物质的演化,分别导致碎屑锆石和金伯利岩在一些同位素组成上出现重大转变.这些极少量但非常重要的新认识对人们研究行星地球的运行机制及其地质演化至关重要.表层物质进入地幔关键带如何进行循环和演化,水等表层物质是否改变了深部圈层的演化方向及规模,这些都是亟待解决的重大科学难题.而要突破这些难题,需要建立有效的定性和定量化的示踪技术方法体系. 展开更多
关键词 地球生物学 地质微生物 深地科学 地球宜居性 行星地球
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地质病毒学:地质历史时期的病毒及其作用 被引量:4
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作者 谢树成 朱秀昌 +1 位作者 Thomas Algeo 邱轩 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第4期379-382,M0003,共5页
Viruses are the most diverse and abundant type of biological entity on Earth,infecting species from all of life’s domains and being found in almost all types of environments.They are gaining increasing attention from... Viruses are the most diverse and abundant type of biological entity on Earth,infecting species from all of life’s domains and being found in almost all types of environments.They are gaining increasing attention from scientists,officials and the public due to recent major outbreaks with human health consequences(e.g.,AIDS,SARS,COVID-19)and a growing appreciation of the impact viruses have had on the long-term development of both the biosphere and geosphere.The ability to identify viruses in ancient times is of importance in promoting our understanding of viral evolution and the relationships of viruses to their hosts and to paleoclimate conditions,enabling predictions of present and future impacts of the virosphere on life and the climate system. 展开更多
关键词 consequences SYSTEM abundant
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加强海洋生物碳泵地质演化的研究 被引量:1
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作者 谢树成 焦念志 汪品先 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第15期1597-1599,共3页
海洋生物碳泵的地质演化是一个涉及地球系统各圈层相互作用的前沿科学难题,被列入了国家自然科学基金委员会和中国科学院联合资助的地球系统科学发展战略研究报告.如果说现代海洋生物碳泵的研究目的在于查明海洋储碳的途径和机制并服务... 海洋生物碳泵的地质演化是一个涉及地球系统各圈层相互作用的前沿科学难题,被列入了国家自然科学基金委员会和中国科学院联合资助的地球系统科学发展战略研究报告.如果说现代海洋生物碳泵的研究目的在于查明海洋储碳的途径和机制并服务于碳中和等目标的话,那么古海洋生物碳泵则更多地记录了它与一些重大地质事件的关系,包括古气候的冷暖变化、海洋缺氧事件、生物大灭绝事件等涉及地球整个表层系统乃至地球深部过程的一些重要环节. 展开更多
关键词 联合资助 冷暖变化 国家自然科学基金委员会 地球系统科学 中国科学院 地球深部 地质演化 海洋生物
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加强地球系统内外联动的研究
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作者 徐义刚 谢树成 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期146-148,共3页
地球科学在经历了19世纪的神创论到进化论、20世纪的固定论到活动论两次转型发展之后,到21世纪迎来了地球系统科学的大发展时代[1],地球科学的研究前沿和发展方向正发生重要变革.地球系统科学的一个关键主题是地球系统的内外联动,它不... 地球科学在经历了19世纪的神创论到进化论、20世纪的固定论到活动论两次转型发展之后,到21世纪迎来了地球系统科学的大发展时代[1],地球科学的研究前沿和发展方向正发生重要变革.地球系统科学的一个关键主题是地球系统的内外联动,它不仅涉及地球的物理过程、化学过程和生命过程交织在一起的动力学过程,还直接关系到宜居地球的形成及其发展演化.“十四五”期间科技部启动的“地球系统与全球变化”专项正是这一发展主题的体现. 展开更多
关键词 地球科学 地球系统科学 物理过程 转型发展 固定论 神创论 内外联动 发展演化
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