近日，我院吕大炜教授团队在国家自然科学基金（批准号：U24A20595, 42472166, 41972170）的支持下，联合美国、英国科学家，在晚古生代大冰期研究方面取得重要进展，研究成果分别以“Massive organic carbon burial in the North China Basin is a main contributor to peak Late Paleozoic Ice Age in early Asselian”和“Carbon isotope perturbations are not primarily driven by volcanism during the Late Paleozoic Ice Age”为题，发表于地球科学领域国际顶级期刊《Earth and Planetary Science Letters》（自然指数期刊）和Nature旗下Communications Earth & Environment（NatureCommunications系列期刊）。
晚古生代是地球历史上重要的陆地碳汇时期，广泛发育热带森林，并形成了世界级的煤田，如山西、内蒙古、陕西等；同时，晚古生代也是显生宙距今最近的一次由冰室气候转为温室气候的时期，并且是时间跨度最大的一次大冰期，巨量的煤炭聚集与最大冰期的形成之间的关联一直是全球研究热点。
该成果解释了有机碳埋藏与气候变冷之间的因果关系，提出华北板块巨量有机碳埋藏是维持大冰期在早二叠世早期达到高峰的关键因素。基于大数据库和定量分析，发现早阿瑟尔期华北有机碳埋藏量（54.409×103GtC）（约占全球47%）及埋藏速率（37.679×103GtC/Myr）显著高于晚格舍尔期，其CO2封存效应强效驱动全球冷却（图1），而同期欧美、南非等地区陆源有机碳埋藏大幅降低、规模有限。因此，华北板块在早阿瑟尔期的巨量有机碳埋藏是全球冰期在早二叠世早期达到顶峰的关键因素。
图1 华北板块晚格舍尔期—早阿瑟尔期巨量有机碳埋藏是维持晚古生代大冰期早阿瑟尔期高峰的关键因素。晚格舍尔期(23%)和早阿瑟尔期(47%)华北板块有机碳埋藏规模占同期全球比例
同时，针对华北淮南剖面的研究，解释了格舍尔晚期与阿瑟尔早期两次碳同位素负漂移事件（CIE）均与全球变暖同步，但二者驱动机制存在差异：格舍尔晚期CIE缺乏火山活动证据（Hg及Δ199Hg无显著异常），而阿瑟尔早期CIE前存在火山脉冲信号（Hg富集与Δ199Hg正偏）。这表明LPIA期间碳循环扰动具有多因素驱动特征，除火山作用外，冻土碳释放、甲烷释放或轨道强迫均可能参与其中（图2）。
图2 二叠纪-石炭纪过渡期：研究剖面地球化学记录(a-d)与全球气候、火山代用指标(e-i)的对比研究
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X25001694
https://www.nature.com/articles/s43247-025-02678-3
（通讯员：贾海波，郑雪）