约1.2亿年前的早阿普特期，地球遭遇“多事之秋”：全球最大规模海底火山喷发、长达3800万年的白垩纪正极性超时开启，以及引发海洋生态巨变的全球大洋缺氧事件（OAE1a）相继发生。这些事件之间是否存在因果关联？关键在于时间是否吻合。

3月5日，《科学进展》（Science Advances）刊发了由中国科学院院士徐义刚与中国科学院地质与地球物理研究所研究员邓成龙联合领衔科研团队的最新研究成果。该团队首次在陆相沉积地层中精确厘定了关键地磁倒转事件M0r的时限，为理解OAE1a期间全球碳循环异常提供了全新视角。

陆相与海相沉积地层M0r结束与OAE1a碳同位素负异常开始的之间的时间差对比图。研究团队供图

地球磁场在地质历史进程中会发生极性倒转，且这种变化在全球同步发生，可作为连接海洋与陆地地层的天然“时间标尺”。早阿普特期持续约59万年的M0r地磁倒转事件至关重要：其顶界标志着白垩纪正极性超时的开始，底界是阿普特阶底界的重要对比标志，同时也是OAE1a启动时间的关键锚点。

然而，长期以来，学界被一个看似简单的问题所困扰：M0r究竟发生于何时？不同版本的国际地质年代表给出的年龄差异高达600多万年。时间不精确，诸多问题便难以厘清，如早白垩世海底扩张速度、白垩纪正极性超时起始时间、OAE1a期间海洋与陆地碳循环是否同步变化等。

为精确约束M0r的时间，徐义刚、邓成龙联合领衔科研团队通过与中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所研究员朱日祥团队，中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员周忠和，北京大学研究员李明松团队以及美国普渡大学教授James Ogg团队等，在国家自然科学基金等项目资助下，将研究目光投向辽宁喀左盆地九佛堂组陆相地层。该地层沉积连续，夹有可精确定年的火山灰，是构建高精度地质年代框架的理想之地。

研究团队对燕山科学钻探项目YSDP-4钻孔开展高分辨率磁性地层学与旋回地层学研究，并结合钻孔中两层凝灰岩的高精度CA- ID-TIMS锆石U-Pb定年结果（121.05±0.32 Ma与117.359±0.031 Ma），首次在陆相沉积地层中精确限定M0r顶界年龄为121.26±0.38 Ma。结合前人研究得出的M0r持续时间为59万年，推算出M0r底界年龄为121.85±0.38 Ma。这一成果为阿普特阶底界与CNS起始时间提供了来自陆相沉积地层约束的绝对年龄标尺。

更重要的是，这一精确时间框架带来了新发现。研究表明，在OAE1a启动阶段，陆地碳同位素负偏事件明显滞后于海洋记录。具体而言，从M0r顶界到陆相碳同位素异常开始，间隔约1.24±0.4百万年；而海相记录显示的时间间隔仅为0.3-0.69百万年。这意味着海洋和陆地并非同时响应此次全球性环境事件。

这一结果对传统观点发起挑战。过去普遍认为，大规模火山喷发迅速释放大量二氧化碳，直接引发全球碳循环异常。但陆地系统响应明显滞后的现象表明，大气二氧化碳浓度在OAE1a初期可能并未立即升高，海洋与陆地系统之间存在阶段性“解耦”。

通过对辽西九佛堂组进行多手段高精度定年，研究团队不仅厘清了M0r的时限，还为阿普特阶底界年龄、OAE1a启动时间及早白垩世海陆地层对比提供了关键时间约束。

该研究揭示了在地球系统剧烈变动的关键时期，海洋与陆地系统碳循环可能并非始终同步演化。理解这种“不同步”，有助于重新审视火山活动、二氧化碳变化与气候响应之间的复杂关系。该研究为完善地磁极性年表与国际地质年表提供了高质量数据支撑，也为重建白垩纪全球古环境与古气候演化图景补上了关键一环。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aea8374