💡这项突破是什么?
中国科学院南京地质古生物研究所早期生命研究团队张雨博士和朱茂炎研究员等，通过元分析（meta-analysis）方法，对全球埃迪卡拉纪（635–538 Ma）碳酸盐岩碳同位素负异常事件（DOUNCE事件，又称Shuram/Wonoka excursion）的演变模式及其成因机制进行了系统研究。相关成果近日在线发表于国际学术期刊《地球科学评论》（Earth-Science Reviews）。
DOUNCE事件是地球历史上已知最大幅度的碳酸盐岩碳同位素负异常事件，其成因机制是地球科学领域长期悬而未决的重大科学问题，也是理解埃迪卡拉纪生物与环境协同演化的重要窗口。目前，学术界提出了多种假说，包括海洋溶解有机碳氧化、甲烷渗漏、成岩作用改造、全球海洋缺氧等，但均存在争议。
研究团队通过系统收集全球已发表的埃迪卡拉纪碳酸盐岩碳同位素数据，建立了包含全球不同地区、不同沉积环境下共计129条剖面的数据库。在此基础上，利用元分析方法，综合评估了DOUNCE事件在不同地区、不同沉积环境下的演变模式，并探讨了古纬度、古大陆、古水深和岩性等因素对DOUNCE事件记录的影响。
研究发现，DOUNCE事件在不同地区的演变模式存在显著差异。例如，在阿曼、南中国和北美西部等地区，DOUNCE事件表现为快速下降和缓慢回升的模式；而在澳大利亚、北美东部和西伯利亚等地区，则表现为缓慢下降和快速回升的模式。此外，DOUNCE事件的异常幅度在不同地区也存在明显不同，其中阿曼地区幅度最大，北美东部幅度最小。
研究还发现，DOUNCE事件的记录受到古纬度、古大陆、古水深和岩性的显著影响。具体表现为：低纬度地区的DOUNCE事件幅度较高纬度地区更大；位于不同古大陆上的记录存在差异；浅水环境的记录相比深水环境具有更早的开始时间和更大的异常幅度；相比白云岩，灰岩记录的DOUNCE事件δ1313C最低值较高，从而其相比灰岩剖面具有明显较小的异常幅度（图3）。
古纬度、古大陆、古水深和岩性对DOUNCE记录的影响为探讨其成因机制提供了重要约束。上述分析得出的不同影响特征，可以通过“海洋溶解有机碳氧化假说”得以很好地解释。不同地区和沉积环境下海水碳同位素的响应很可能与海水氧化剂供应的时空演变（硫酸盐和氧气）相关，支持了朱茂炎与英国合作者们2019年在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）提出的DOUNCE事件是一次全球海洋氧化事件的模型，即大量硫酸盐的风化输入导致海洋溶解有机碳库的氧化，从而致使海水的δ1313C值产生负异常。尽管研究结果仍需更精细的沉积学、地球化学、矿物学和地球系统模型工作的进一步验证和完善，但该研究强调了建立全球数据库和综合统计分析在研究全球海水碳同位素异常事件中的重要性。
此项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委（NSFC）、中国博士后科学基金会和江苏省卓越博士后计划的资助。
论文信息：Zhang, Y. & Zhu, M., 2024. Meta-analysis of the DOUNCE event (Shuram/Wonoka excursion): Pattern, variation, causal mechanism, and global correlation. Earth-Science Reviews, 105000. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.105000
图1. 埃迪卡拉纪生物化石、重要生物演化事件和碳酸盐岩碳同位素的演变曲线
图2. DOUNCE事件碳酸盐岩记录的全球古地理分布
图3. DOUNCE偏移幅度对古纬度、古大陆、古水深和岩性的响应
