显生宙长时间尺度碳循环演变的模拟:现状与展望

作     者：张莹刚 Benjamin J.W.Mills 何天辰 杨涛 朱茂炎 Yinggang Zhang;Benjamin J.W.Mills;Tianchen He;Tao Yang;Maoyan Zhu

作者机构：中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室南京210008 南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京210046 School of Earth EnvironmentUniversity of LeedsLeeds LS29JTUK 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心南京210008 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2023年第68卷第12期

页      面：1580-1592页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 070903[理学-古生物学与地层学(含：古人类学)] 0709[理学-地质学] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 0705[理学-地理学] 0706[理学-大气科学] 0703[理学-化学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项(XDB26000000) 国家自然科学基金委员会基础科学中心项目(41888101) 国家自然科学基金(41921002)资助。 

主　　题：大气CO_(2)含量 长时间尺度碳循环 显生宙 地球系统箱式模型 生物地球化学箱式模型 

摘      要：长时间尺度碳循环演变控制了大气CO_(2)的含量.显生宙以来,大气CO_(2)含量的变化及其对地表气温的控制,是古气候地球化学研究的前沿领域.地球系统箱式模型被广泛用于揭示长时间尺度碳循环和古气候变化的过程与机制.以COPSE(Carbon-Oxygen-Phosphorus-Sulphur-Evolution)和GEOCARB模型为代表的早期长时间尺度碳循环模型,在应用于显生宙大气CO_(2)含量变化研究上成效显著,但因无法表达地球三维地表的影响,制约了其进一步发展.新发展的SCION(Spatial Continuous Integration)模型基于COPSE模型,结合了GEOCLIM模型中运用的FOAM(Fast Ocean-Atmosphere Model)气候模型数据集,实现了大陆风化的动态表达,进而更准确地表征了长时间尺度的碳循环演变.然而,最新版SCION模型模拟的大气CO_(2)含量变化,仍与大气CO_(2)的地质指标记录存在不一致之处.采用多箱式海洋替代单一箱式海洋,区分硅酸盐岩性对风化的影响,完善营养物质循环,优化构造古地理和陆地植物演化的表达等,有望提高对长时间尺度碳循环源汇体系的限定和显生宙大气CO_(2)模拟的准确性.