國際學術期刊《自然·地球科學》最新刊登了一項由中國科學院廣州地球化學研究所牽頭的研究成果。該研究聯合國際科研團隊，通過系統分析海洋化學環境變化，首次證實了5600萬年前古新世—始新世極熱事件（PETM）期間，海洋硫酸鹽濃度異常降低對全球碳循環產生的關鍵影響。

研究團隊發現，PETM時期北極海域的硫酸鹽濃度僅為現代水平的三分之一。這種特殊環境導致原本在無氧條件下分解甲烷的微生物群落發生根本性改變。據項目負責人介紹，當硫酸鹽嚴重匱乏時，一類好氧細菌開始主導甲烷分解過程，這種"快速燃燒"模式直接消耗海水中的溶解氧，同時加速釋放二氧化碳。現代海洋中約90%的甲烷通過無氧途徑分解，該過程會產生堿性物質，有助于緩解海洋酸化。

通過重建海洋浮游植物分子化石記錄，科研人員精確測定了PETM恢復期北極海域的二氧化碳濃度。數據顯示，該區域二氧化碳濃度較全球平均水平高出200-700ppm，表明北極海洋從傳統的碳匯轉變為顯著的碳源。研究合作者指出，海水鹽度降低與硫酸鹽減少形成雙重作用，迫使甲烷通過高強度氧化途徑分解，這種異常的碳釋放機制徹底改變了北極在全球碳循環中的功能定位。

該成果為理解古氣候劇變期間的碳循環異常提供了關鍵證據。研究顯示，PETM時期北極海域的特殊化學環境導致每年約數億噸碳以二氧化碳形式進入大氣，這種非預期的碳排放機制可能是加劇當時極端全球變暖的重要因素。相關發現對深入認識地質歷史時期氣候突變事件具有重要參考價值。