【來訪單位 Institution】：中國科學院海洋研究所深海中心；青島海洋科學與技術國家實驗室，中國     China

Bio:

孫衛東主要從事海洋地質、地球化學研究。在板塊俯沖的化學過程及成礦、太平洋板塊漂移歷史及其對中國東部地質事件的影響等方面有重要的建樹。共發表論文300余篇，其中，SCI論文210余篇（含2篇Nature正刊第一作者）。SCI他引6000余次，H因子45，入選ESI高引用率名錄。主要科研成果如下：

1. 板塊俯沖的化學過程與成礦

2. 太平洋板塊漂移歷史與中國東部地質事件

3. 碳循環與氣候變遷

Abstract:

碳循環是控制氣候的一個關鍵，在地球早期，二氧化碳可能像火星、金星等一樣，大氣中二氧化碳占95%以上。現今地球的大氣二氧化碳含量在ppm水平。引起這種大氣成分劇烈變化的一個重要原因是水。在地球形成約1億年時，地球上有了大量的水，碳的循環隨之改變。由于水的存在，風化加強，同時開始了板塊運動，使碳被俯沖到地球深部。大氣中的二氧化碳量迅速下降。碳在被俯沖到地球深部的過程中，絕大多數以金剛石的形式保存。

存儲在地幔中的二氧化碳并非永遠封存，在適當的條件下，如火山活動等，會釋放到大氣中，從而影響乃至控制地球的氣候。由于地幔中碳主要以金剛石、碳化物的形式存在，而火山噴發過程中碳則主要以二氧化碳、碳酸巖的形式。這個過程需要把碳氧化成二氧化碳。一種觀點認為，金剛石可以通過Redox Melting的形式轉化為二氧化碳。但是計算顯示要氧化大洋玄武巖中30ppm的碳，需要消耗3%左右的三價鐵。但是地幔柱巖漿中二氧化碳的量是大洋玄武巖中的10倍以上，需要消耗30%的三價鐵。這遠遠高于地幔中三價鐵的比例。而且證據表明地幔柱來源于更還原的地幔深部，其巖漿中三價鐵卻高于大洋玄武巖。這顯然是矛盾的。我們利用第一性原理等提出了在上地幔底部存在一個附件碳酸巖的層位。

二氧化碳可以造成溫室效應。最著名的就是雪球事件期間，大氣的二氧化碳據估算，可以達到>10%，由此帶來的強烈溫室效應，使雪球被融化。但是一旦雪球被化開，二氧化碳會大量溶入水中，使溫室效應降低。這種負反饋不利于快速、“一去不復返”的化冰過程。而是會出現波折。我們的研究顯示，化冰過程會引起甲烷大量釋放。由于甲烷的溫室效應遠高于二氧化碳，這種正反饋可能是維持化冰過程的關鍵。地球氣候的大幅度動蕩主要受控于這種二氧化碳與甲烷的協同作用過程。大氣中的甲烷會迅速被氧化，與其他二氧化碳一起被水和植被吸收、埋藏，俯沖到地幔中，大氣溫室效應降低，氣候變冷。這樣就形成了冰室期-溫室期交替的現象。

傳統認為早白堊世是超級溫室期，全球溫度比現在高出10度以上，兩極沒有冰。我們的研究發現，在125 Ma前后，地球有過一個短暫的冷期，兩極有冰。這次冰室期的結束可能有盎通爪哇大火成巖省有關，大火成巖省釋放出巨量的二氧化碳，增強溫室效應，引起化冰。而化冰又促進甲烷的釋放，進一步增溫，對應的有大氣碳同位素負飄，應該是與甲烷釋放有關。