近日，国际地学TOP学术期刊《Global and Planetary Change》在线发表了题为“Seep carbonate clumped isotopes revealing ocean warming-induced gas hydrate dissociation”的研究成果。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室刘磊博士生、管红香教授、李三忠教授和青岛海洋地质研究所吴能友教授等合作完成。

大规模的甲烷释放事件通常与陆架水合物分解密切相关。引发水合物失稳分解的因素很多，如海平面升降、温度波动、沉积物加载或地震等。迄今为止，低海平面时期或海平面下降时的大多数甲烷释放都与静水压力降低诱导的天然气水合物分解有关。然而，在MIS5e和全新世等高海平面时期在全球也发现了大规模的天然气水合物分解事件。该时期水合物分解通常被认为是由底水温升导致的，但仍缺乏直接证据。

为此，我们选取南海东沙地区形成于MIS5e高海平面时期的冷泉碳酸盐岩岩芯为研究对象，开展了岩石学、矿物学和同位素研究。研究发现这些冷泉碳酸盐岩矿物组分几乎为纯文石，极低的δ¹³C、高δ¹⁸O和Mo_EF表明其形成于硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用，同时甲烷流体来源于水合物分解。通过团簇同位素重建的T_Δ47温度范围为12.8 °C ~ 4.1 ± 5.8 °C（平均值为7.5 °C），较目前南海东沙区域底水温度（5.4 °C）高2-4 °C。结合南海和西北太平洋底栖有孔虫氧同位素数据发现，底水升温事件在MIS5e时期普遍存在。因此，冷泉碳酸盐岩团簇同位素可以作为温度重建的有效指标探讨水合物失稳和甲烷释放事件的诱发因素，未来或可作为温度指标应用于更广泛的研究领域。

图1 南海样品的团簇同位素温度和其他指标的对比情况

Liu, L., Guan, H., Wu, N., Chang, B., Chen, F., Feng, D., Li, S., 2024. Seep carbonate clumped isotopes revealing ocean warming-induced gas hydrate dissociation. Global and Planetary Change, 237, 104439.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2024.104439