洋中脊深部碳是如何循环的?

地球的碳循环铸就了生机勃勃的宜居地球(朱日祥等,2021).长期以来,关于碳循环的研究主要集中在地球表层系统,尤其是海洋(汪品先等,2018).然而仅考虑表层系统的碳循环并不能解释地表碳总量变化.全球的洋中脊系统通过火山喷发、基岩风化、热液活动、冷水循环等地质过程,每年可向海洋释放包括CO_(2)在内的大量挥发分物质,可随洋流输送至距离喷口几千千米以外.这些释放的物质供给了丰富的海底微生物系统和相应高级别生态系统,组成珍贵而独特的生物群落,并通过生物化学反应能将无机碳固定为有机碳(如Nakamura and Takai,2014).因此,洋中脊深部碳循环可以影响全球海洋物质循环、生态系统以及全球气候变化,在地表(包括海洋)碳组成和宜居地球塑造过程中起到了重要的作用.然而相对于地表过程,国际上对深部碳循环以及碳在洋中脊海底岩石圈与外部圈层的交换规律的认识还远远不足,包括洋中脊深部的碳如何在岩石圈-水圈-生物圈之间循环?通量如何厘定?均是地球系统科学背景下全球碳循环研究的难点问题.