南极普里兹湾及其邻近海域悬浮颗粒有机物的碳同位素组成及其影响因素

依托中国第29次南极科学考察航次开展了南大洋普里兹湾及其邻近海域悬浮颗粒有机物碳同位素组成(δ13CPOC)的研究,结合温度、盐度、营养盐和溶解CO_2的数据,揭示了影响研究海域颗粒有机物碳同位素组成的主控因素,计算出混合层中浮游植物吸收无机碳过程的碳同位素分馏因子。结果表明,普里兹湾及其邻近海域的δ13CPOC介于-28.5‰^-21.1‰,平均值为-24.6‰,表现出湾内大于湾外的特征。浮游植物同化吸收CO_2过程的碳同位素分馏是影响研究海域混合层δ13 CPOC的主要因素,根据δ13CPOC和1/[CO_2(aq)]的线性拟合关系,计算出浮游植物同化吸收CO2过程的碳同位素分馏因子εp为23.4‰。δ13CPOC的垂直分布随深度增加而增大,反映出颗粒有机物垂向输送过程中颗粒有机物再矿化过程同位素分馏作用的影响。

不同碳酸盐矿物的碳同位素特征研究

碳酸盐矿物是最重要的碳的储库之一。本研究选取常见的碳酸盐矿物作为研究对象,研究它们的同位素分馏值特征及其变化规律。我们采用从头计算的量子化学方法,准确获得了这些主要矿物的同位素分馏因子(RPFR)及其随温度的变化关系。计算结果显示,不同碳酸盐矿物的物质结构及物质组成均是影响碳同位素特征的重要因素。当物质结构相近时,阳离子的不同会引起同位素分馏因子的变化;物质组成相近,结构不同,具有的RPFR也不相同。因此,在实验和理论计算获得碳酸盐矿物的同位素组成时,应充分考虑碳酸盐矿物的类型,对于准确获得同位素组成数据是至关重要的。