无机碳酸盐碳库与有机碳库之间的相互影响

2025-04-05 17:37:51

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回答1：

图2.11系统显示了某些主要碳化合物的¹³C变化。作为地球上两个最重要的碳库，海相碳酸盐和生物有机质的碳同位素组成具有截然不同的特点:海相碳酸盐中富集较重的碳同位素，δ¹³C平均值约为0，而有机质内富集较轻的碳同位素，δ¹³C平均值约为－25‰。对于这些沉积碳库，碳同位素必须达到如下质量平衡:

稳定同位素地球化学( 第六版)

如果能够确定特定地质时期的δ¹³C_输入、δ¹³C_有机、δ¹³C_碳酸盐，则可计算f_有机值，其中f_有机指进入沉积物的有机碳的比例。应注意到，f_有机依照全球质量平衡进行定义，不受生物产能的影响，也就是说，f_有机与生物被埋藏而保存程度有关，并不受有机质生物合成产能的影响。例如，只要具有较高的埋藏保存程度，无论生物产能高或者低，均可造成高的f_有机值。

图2.11 部分重要地质碳库中的δ¹³C值

δ¹³C_输入值虽然不能精确测量，但在较高的置信度下可以估算。如后文所述，地幔的碳同位素组成约为－5‰，全球地壳的碳同位素组成平均值估计也在这一范围之内。将δ¹³C_输入值定为－5‰，则现代的f_有机计算值为0.2，即C_有机/C_碳酸盐=20/80。如第3章所述，f_有机在地球历史的特定时段已有明显变化(如Hayes et al.，1999)。每埋藏1个有机碳分子，即向大气中释放1mol氧。因此，有关f_有机的研究对重建地壳的氧化－还原平衡体系具有重要价值。