河流源源不断地向海洋排放沉积物。这种沉积物主要由各种粘土矿物——岩石风化的产物——和在土壤中分解的植物源有机化合物组成。由于侵蚀作用，这两种成分最终流入河流。
在进入海洋的过程中，沉积物中的有机物与粘土矿物结合形成粘质-腐殖质复合体。一旦它们进入海洋，这些复合物就会沉入海底，被其他沉积物掩埋。这就捕获了这些复合物中所含的碳，并通过地质时间尺度将其从大气和与地球表面快速交换的碳池中移除。
这就是为什么粘土矿物，也被称为层状硅酸盐，对全球碳循环极其重要的原因:在大陆周围的海床中封存的大约90%的有机碳与有机物质和各种矿物之间的反应有关。不同的层状硅酸盐所占的比例特别大，因为它们的体积小和它们的几何形状意味着它们具有特别高的比表面积，可以结合大量的碳。
这完全取决于多样性
然而，并不是所有的粘土矿物都能与有机物形成稳定的配合物。在最近发表于《科学》杂志上的一篇文章中，来自苏黎世联邦理工学院和上海同济大学的一组研究人员表明，不同种类的粘土矿物在不同程度上与有机物相互作用，这一过程决定了有机碳的循环。这也影响到每一种粘土矿物作为碳封存剂的程度，因为碳与某一特定层状硅酸盐的结合取决于其矿物结构和特征。比表面积越大，反应活性越强，与之结合的有机物的数量就越多，沉积物中固碳的体积也就越大。
研究人员在南中国海研究了这些过程，来自吕宋岛(菲律宾的主要岛屿)的粘土矿物蒙皂石，来自中国大陆的高岭石，以及来自台湾山区的云母和绿泥石都在那里相遇。该研究的主要作者、前美国联邦理工学院博士生托马斯·布拉特曼说，这片海域为研究层状硅酸盐和有机物之间的相互作用提供了世界上最好的条件。其他海洋以层状硅酸盐的“混乱混合物”为特征，研究人员对其中的重叠过程感兴趣。“这使得很难确定个别种类的粘土矿物的影响。相比之下，在南中国海，每一种粘土矿物的来源都很清楚，这是独一无二的。”
粘土矿物捕集碳
蒙脱石是在火山基岩经化学风化后形成的;在淡水中，它与来自肥沃、腐殖质丰富的土壤的有机物质结合。然而，一旦这些复合物到达盐水，smectites交换它们的有机负荷。它们吸收溶解在海水中的碳化合物，并将来自陆地的有机物释放到海洋中。接下来这些有机物会发生什么还不清楚。布拉特曼认为，来自吕宋岛的有机物要么氧化，要么被微生物吞噬，要么在海水中自由溶解数千年。来自台湾山区的层状硅酸盐表现不同。它们与来自台湾的大陆碳紧密结合，将有机物快速有效地带入海洋。
“来自陆地的碳是如何转移到海洋并储存在那里的，最终取决于粘土矿物的种类。这些矿物质会影响有机碳从大陆到海底碳汇的大规模转移。
新的发现提出了新的问题
“层状硅酸盐在全球碳循环中扮演的角色比我们之前认为的更重要，”苏黎世联邦理工学院地质研究所的教授Tim Eglinton说。它们的比表面积越大，它们能吸收的有机物量就越大，因此它们能在海底封存的碳量也就越大。“然而，这不是我们可以量化的东西，因为我们只是刚刚开始了解这些不同粘土矿物的具体行为。我们还需要做大量的额外研究，才能得出有关浩瀚的海洋的任何结论。”
——文章发布于2019年10月21日
