发现影响湖泊沉积物同位素变化新因素

近日，中科院地质与地球物理研究所科研人员发现，不同藻类间同位素分馏差异可能引起湖泊沉积物中同位素大幅度变化。该研究为今后利用湖泊碳同位素探讨古环境变化以及湖泊中其他稳定同位素（如氧同位素等）控制因素的研究提供了新思路。研究成果日前发表于国际刊物《有机地球化学》。

据了解，湖泊沉积物中全岩有机碳同位素是古环境研究最常用的指标之一。该所新生代地质与环境研究室古生态学科组副研究员旺罗等人发现，古湖泊环境有机地球化学研究长久以来忽视了不同藻类间同位素分馏差异的作用。

“就像人喜欢吃细粮，不喜欢吃粗粮，导致体内蓄积的细粮大于粗粮一样，一般生物在进行光合作用时，优先选择较轻的同位素（12C），致使生物体内较重的同位素（13C）相对减少。这种现象叫做生物分馏。”旺罗解释说，藻类同位素分馏也属于生物分馏的一种。

该研究利用不同藻类所代表的水体动力条件与同位素分馏的关系，阐释了藻类组合的变化对有机碳同位素控制作用的机理。

藻类分馏结果显示，中世纪暖期和20世纪暖期，由于冰冻期短，生长期长，代表生长环境水动力较强的浮游硅藻占绝对优势，碳同位素值低；在小冰期，由于冰冻期长，生长期短，生长于水下，代表水动力条件相对较弱的底栖硅藻相对含量较高，碳同位素值相对较高。

同时，碳同位素的变化与不同类型浮游藻类组合变化也具有密切的关系。永浮性藻类一般个体小，在水体分层较好，在水动力相对较弱的环境中占优势；而暂浮性藻个体大，需要较强的水动力，维持其悬浮生长。这些水动力的差异可能进一步导致其扩散边界层厚度更薄，同位素更轻。

中国科学报 冯丽妃