OAE2(Oceanic Anoxic Event 2)发生在白垩纪Cenomanian-Turonian边界（约94 Ma），是中生代最典型的碳循环扰动与海洋缺氧事件。以往的研究大多聚焦于底层水的缺氧与黑页岩的埋藏机制，而关于上层海洋的氧化还原状态演化，尤其是在不同古地理格局（如广阔的古印度洋与受限的特提斯海）的空间异质性响应，仍缺乏定量约束。
本研究使用海洋碳酸盐岩中的铈异常（Ce/Ce*）作为上层水体氧化还原指标。为消除陆源碎屑、黏土矿物及铁锰氧化物的干扰，研究采用了连续淋滤提取（sequential leaching）方法，并结合Al/Ca、Mn/Ca、Rb/Sr等元素比值剔除成岩及黏土和陆源碎屑污染数据。 研究分析了7个具有全球代表性的剖面，包括北半球特提斯大陆边缘的3个剖面（英国Eastbourne、意大利Raia del Pedale、法国Clot Chevalier）以及南半球原印度洋的4个ODP/IODP钻孔（763B, 765C, 766A, 1138A）。
结果表明，OAE 2期间海洋上层的脱氧并非全球均一。受洋流循环影响，较高纬度的Eastbourne剖面在整个事件中维持了相对氧化环境（Ce/Ce* 0.5-0.8）；相反，浅水碳酸盐台地相的Raia del Pedale剖面记录了持续的缺氧状态（Ce/Ce* > 1.0）；而Clot Chevalier剖面仅在OAE 2初期表现出短暂缺氧。此外，南印度洋的多个钻孔数据表明，除了766A孔在边界前有短暂脱氧信号外，古印度洋整体在进入Turonian时期后呈现出持续的再氧化趋势（Ce/Ce*降至~0.4）。此外，在Eastbourne等剖面，指示水体脱氧的Ce异常升高早于界定OAE 2开启的全球碳同位素（δ13C）正漂移。这印证了部分区域性海洋动力学主导的早期缺氧事件，在大规模有机碳埋藏发生之前便已启动。
研究引入Ce氧化的热力学模型对上层水体溶解氧减少情况进行了定量评估。结果显示，相对于OAE2事情前，Eastbourne、Clot Chevalier和Raia del Pedale剖面所在海域上层水体的最大溶解氧流失率分别达到了50%、70%和85%。
这种区域性的氧化还原异质性是多重机制耦合的结果。极端的局部缺氧不仅源于温室气候下氧气溶解度的降低，更受到局部大陆风化输入加剧导致的营养盐富集、初级生产力勃发以及随之而来的水柱有机质耗氧的驱动。在特定海域，停滞的洋流或深层温盐水（WSBW）的上涌进一步限制了氧气的物理补给。最终，通过大规模有机碳埋藏消耗大气CO2，地球系统触发了气候冷却等负反馈机制，推动海洋在OAE 2后期逐渐恢复氧化状态。
图1：研究剖面的地层柱状图和地球化学数据。
南京大学曹程助理教授为论文第一和通讯作者，合作者包括北卡罗莱纳州立大学教堂山分校Xiaoming Liu副教授，弗罗里达州立大学Jeremy Owens教授和剑桥大学Hugh Jenkyns教授。该研究得到了重点研发计划（2024YFF0807602）和地球生命演化与碳循环国际联合实验室的资助。
论文信息：Cao, Cheng, Xiao-Ming Liu, Jeremy D. Owens, and Hugh C. Jenkyns. 2026. “Late Cretaceous Cerium Anomalies and Globally Distinctive Redox Responses before, during and after Oceanic Anoxic Event 2.”Geochemica et Cosmochimica Acta.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703725007033?dgcid=rss_sd_all.
图文：曹程
审核：曾罡
