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

中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所金章東團(tuán)隊(duì)通過分析青藏高原東部岷江上游季節(jié)性河水中陰陽(yáng)離子、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr以及懸浮顆粒物的地球化學(xué)和礦物學(xué)組成，發(fā)現(xiàn)了岷江上游的河水化學(xué)由碳酸鹽巖溶解主導(dǎo)，探討了碳酸鹽巖風(fēng)化對(duì)暴雨事件的季節(jié)性響應(yīng)。數(shù)據(jù)顯示，在2010年季風(fēng)期間，該流域經(jīng)歷了6次暴雨事件。與非季風(fēng)期相比，暴雨事件導(dǎo)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(fēng)化及其CO₂消耗平均通量分別增加了270%和264%。進(jìn)一步，研究提出了風(fēng)暴事件對(duì)碳酸鹽巖風(fēng)化及其CO₂消耗的增強(qiáng)機(jī)制：暴雨導(dǎo)致更多新鮮碳酸鹽礦物暴露，增加了反應(yīng)比表面積；高徑流量條件下，碳酸鹽礦物的快速溶解動(dòng)力學(xué)使其比硅酸鹽礦物更快溶解，導(dǎo)致水體迅速達(dá)到飽和；強(qiáng)降水可能促進(jìn)土壤CO₂的排放進(jìn)入水體，為驅(qū)動(dòng)碳酸鹽巖的溶解提供了更多質(zhì)子。

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

近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在《水文學(xué)雜志》（Journal of Hydrology）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金的支持。

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非季風(fēng)與暴雨事件期間碳酸鹽巖不一致溶解過程示意圖