地球環境所發現暴雨事件加速碳酸鹽巖風化及二氧化碳消耗機制

碳酸鹽巖風化對構造活動和氣候變化高度敏感，影響著10²至10⁴年地球短時間尺度的碳循環。在全球變暖的背景下，極端天氣和水文事件頻發。而這些事件尤其在構造侵蝕劇烈的地區如何影響碳酸鹽巖風化及其碳收支尚不明晰。

中國科學院地球環境研究所金章東團隊通過分析青藏高原東部岷江上游季節性河水中陰陽離子、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr以及懸浮顆粒物的地球化學和礦物學組成，發現了岷江上游的河水化學由碳酸鹽巖溶解主導，探討了碳酸鹽巖風化對暴雨事件的季節性響應。數據顯示，在2010年季風期間，該流域經歷了6次暴雨事件。與非季風期相比，暴雨事件導致該流域徑流量和懸浮物濃度分別增加了7至14倍和10至40倍，碳酸鹽巖風化及其CO₂消耗平均通量分別增加了270%和264%。進一步，研究提出了風暴事件對碳酸鹽巖風化及其CO₂消耗的增強機制：暴雨導致更多新鮮碳酸鹽礦物暴露，增加了反應比表面積；高徑流量條件下，碳酸鹽礦物的快速溶解動力學使其比硅酸鹽礦物更快溶解，導致水體迅速達到飽和；強降水可能促進土壤CO₂的排放進入水體，為驅動碳酸鹽巖的溶解提供了更多質子。

該研究利用碳酸鹽巖不一致溶解模型發現，在流域尺度上，高侵蝕作用導致碳酸鹽巖風化時鎂和鍶相對于鈣的優先淋出，并通過暴雨事件產生更多的碳酸鹽巖以懸浮顆粒形式被帶到下游進一步風化。這一成果為剖析全球變暖背景下風化、侵蝕和氣候之間的關系提供了新見解。

近期，相關研究成果發表在《水文學雜志》（Journal of Hydrology）上。研究工作得到國家自然科學基金和中國博士后科學基金的支持。