长期以来，海洋次表层沉积物被认为是地球上最大的惰性碳储库；最新研究显示，此被视为“沉睡”的碳库在微生物作用下仍在持续发生碳循环。这一发现刷新了传统认识，也为理解全球碳循环提供了新的视角。研究指出，在深海沉积环境中，温度变化是影响碳循环的关键因素：当沉积物温度超过35℃时，矿物碳泵机制开始出现“反转”；温度升至55℃时，微生物在有机质矿化过程中进入“瓶颈期”；当温度达到85℃时，微生物碳泵机制同样发生“反转”。在这一温度梯度下体现为的动态变化，构成了深海碳库特有的循环机制。不容忽视的是，温度升高后，非生物过程的贡献增加，生物降解链条则趋于中断。非生物水解产生的乙酸、氢气等中间产物，重塑了深海厌氧环境中的微生物共生关系。研究估算，这一过程激活的可被生物利用的碳比例可超过总有机碳的0.25%。考虑到次表层沉积物中有机碳总量约为15000000Gt，即便比例不高，其对应的绝对量仍不容忽视。该研究依托国际大洋钻探计划，研究人员对Shikoku海盆160米深处的沉积物样品进行分析。样品沉积年龄约780万年，为认识深部碳循环提供了重要材料。研究团队发现，深海微生物群落通过耦合生物与非生物过程，持续分解沉积物中的有机质；这种独特的碳流动模式可能对全球碳循环产生重要影响。研究的关键进展在于，首次系统揭示了温度梯度条件下深海碳库的动态循环机制。传统观点认为，深海沉积物中的有机质会长期封存；而新结果表明，在合适的温度条件下，这些“沉睡”的碳仍可能被重新激活并进入循环系统。这不仅有助于解释深海生态系统生命活动的能量来源，也为评估全球碳收支提供了新的科学依据。
这项研究深入拓展了我们对地球深部过程的认识；结果表明，深海沉积物并非静止的碳“墓地”，而是仍在运转的碳循环体系；微生物在极端条件下表现出的机制“反转”，提示了生命适应力与地球系统过程的复杂性。在气候变化背景下，厘清这些深部碳循环过程的重要性正在上升，有助于我们更全面地理解地球碳循环，并为应对全球气候变化提供更扎实的科学参考。