青藏高原的隆升在全球碳循环和气候变化过程中扮演着关键角色。长期以来，科学界主要关注硅酸岩风化如何通过吸收大气CO₂调节地球气候。然而，近期研究揭示，硫酸（H₂SO₄）风化在青藏高原及周边地区的地球化学循环中占据重要地位，并可能在特定条件下成为CO₂释放的主要驱动力。这一发现挑战了传统的“山地抬升-风化-碳汇”假说，并对理解高山地区化学风化过程的碳收支提供了新的视角。
近日，我院钟君副研究员及其所在团队与法国国家科学研究中心、美国芝加哥大学及以色列本·古里安大学的学者合作，在《Geochimica et Cosmochimica Acta》（GCA）、《Chemical Geology》（CG）、《Global and Planetary Change》（GPC）发表系列研究成果。研究揭示了青藏高原及周边地区（图1）硫酸在风化过程中的关键作用，并指出其对全球碳循环及气候变化的深远影响。
图1 研究区：青藏高原周边流域（a），包括塔里木河（b）、白龙江（c）、金沙江及雅砻江（d）
研究发现
硫酸根的来源：主要来自黄铁矿（FeS2）氧化和石膏（CaSO4·2H2O）溶解，其中黄铁矿氧化在大多数流域中占主导地位。
侵蚀速率影响风化过程：在高侵蚀速率区域，硫化物暴露和氧化速率加快，导致H2SO4产量增加，进一步加速岩石溶解。
隐性硫循环的存在：研究发现流域可能存在隐性硫循环，即硫酸盐可能经历微生物还原后再氧化，影响硫酸根的氧同位素特征。
硫酸风化是CO2释放源：硫酸风化能溶解碳酸盐岩并释放CO2，高原大部分地区其释放速率高于硅酸岩风化对CO2的吸收速率。因此，在长期尺度上，青藏高原及其周边区域的风化作用是碳源而非碳汇（图2）。
图2 高原东缘流域风化在短时间尺度及长时间尺度对大气CO2的影响
硫酸风化的环境影响
1. 对全球碳循环的重新认识
传统观点认为，青藏高原隆升通过硅酸岩风化消耗大气CO2，促进长期气候变冷。然而，新证据表明，硫酸风化释放在许多情况下成为CO2释放的驱动力。在受构造作用强烈影响的地区，硫酸风化与碳酸盐岩溶 解的协同作用可能显著增强CO2释放，改变了高山风化在全球气候系统中的角色。
2. 对青藏高原生态环境的影响
硫酸风化过程中产生的高浓度SO42−可显著改变河流水化学特征，影响下游生态系统，可能会影响水生生态系统的酸碱平衡，进而影响水生生物的生存环境。
3. 对全球气候变化的反馈机制
硫化物氧化与侵蚀作用的耦合关系表明，在全球变暖背景下，冰川退缩可能进一步加速硫化物的暴露和氧化，从而增加CO2的释放。这意味着，青藏高原的环境变化不仅影响区域气候，还可能对全球气候产生更广泛的反馈效应。
总的来说，该研究为理解青藏高原化学风化的复杂性及其全球环境效应提供了新的视角，并对气候变化背景下的地球系统反馈机制研究有重要意义。
该研究工作受国家自然科学基金（41925002、42173013 & 42361144858）资助。
文章信息：
Zhong J, Galy A, Kemeny P, Zhu X, Antler G, Liu C Q, Li S L, 2025.Constraining sulfur cycling in the Eastern Tibetan Plateau: Evidence for cryptic sulfur cycling and implications for the weathering budget. Geochim. Cosmochim. Ac., On Line
Jia G, Zhong J*, Li S L, Xu S, Luo H, Liu C Q, 2025. Constraining sulfate sources and its implications on atmospheric pCO2 in Arid Regions: Evidence from the Tarim Basin. Chem. Geol., 678: 122644.
Lu H#, Luo H#, Zhong J*, Xu S, Ma T, Li S L, 2024. Erosion modulates the effect of chemical weathering on atmospheric pCO2, Qinghai-Tibet Plateau. Global Planet. Change, 243: 104619.
