地表徑流在黃河流域化學風化中起關鍵作用

　　在地質時間尺度上，硅酸鹽巖的風化通過吸收大氣CO2的方式進行，在調控全球氣候方面起到關鍵性作用，從而提供了人類賴以生存的宜居地球環境。但是，到底是氣候驅動？還是構造控制是影響硅酸鹽風化速率的控制機制？從上個世紀以來一直是地球科學前沿爭論的焦點之一。

　　作為世界第五大河，黃河流經了具有顯著差異的地形地貌、巖性、氣候和植被等區域，包括源頭的青藏高原、中游的黃土高原及下游的洪積平原。這些特征是開展地表風化速率控制機制研究的理想場所。但是，截至目前，黃河季節性硅酸鹽風化和碳消耗的數據仍然相當有限，可用的季節性數據集中來源于黃河中下游地區。對于黃河源頭構造活躍的青藏高原，其季節時間尺度硅酸鹽風化和大氣CO2消耗率的研究依然十分缺乏。

　　為此，中國科學院地球環境所張飛副研究員團隊開展了黃河源頭流經祁連山大通河流域的季節性風化及大氣碳消耗過程的研究。在此基礎上，他們進一步利用5組高時間分辨率（每周）河水化學數據，對黃河流域從上游到下游整個流域進行全面比較，探索化學風化在整個黃河流域的時空差異及其控制因素。

　　他們的研究發現：硅酸鹽風化和CO2消耗速率從黃河上游到下游呈現整體降低趨勢；相反，侵蝕速率呈現升高趨勢，其中最顯著的升高發生在黃河中游的黃土高原區域。

　　另外，他們還進一步重點比較了構造活躍的青藏高原與極易受侵蝕的黃土高原之間的風化差異。其結果表明，青藏高原東北部黃河源頭及周邊地區的硅酸鹽風化和CO2消耗速率是黃土高原的4.5倍。與此相反，黃土高原的物理侵蝕速率是青藏高原東北部的9.5倍。再結合詳細的水文監測數據分析，他們提出：地表徑流而非侵蝕對黃河流域的化學風化起著關鍵作用。

　　上述相關研究成果近期發表在SCI期刊《地球科學前沿》（Frontiers in Earth Science）。楊柳為第一作者，張飛副研究員和黃華宇教授為共同通訊作者。