華東師范大學(xué)河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授趙寧與新加坡國(guó)立大學(xué)、美國(guó)麻省理工學(xué)院等多家機(jī)構(gòu)的科學(xué)家合作，揭示了陸源顆粒物與海水的物質(zhì)交換是全球海洋鉛循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。該發(fā)現(xiàn)很好地解釋了海水鉛源-匯不平衡的缺失通量。相關(guān)論文近日發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。
前人基于釹同位素等研究，發(fā)現(xiàn)大陸邊緣的沉積物能與海水發(fā)生物質(zhì)交換，從而改變海水中一些元素的同位素組成，這一過(guò)程被稱(chēng)為邊界交換。然而，邊界交換對(duì)海洋同位素的影響是否適用于更多元素，以及邊界交換是否可以顯著影響海洋元素收支通量則很少被關(guān)注。而對(duì)于鉛元素而言，顆粒態(tài)形式的河流入海通量是溶解態(tài)的數(shù)百倍。
該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)野外采樣、實(shí)驗(yàn)室分析、數(shù)據(jù)集成與模型計(jì)算等手段，對(duì)馬來(lái)半島周?chē)鄠€(gè)站位的海水同位素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)估分析，發(fā)現(xiàn)海水鉛同位素組成并不能用河流與海洋的混合來(lái)解釋?；谀Ｐ偷挠?jì)算結(jié)果則顯示，河流輸入顆粒物與海水的鉛交換可以很好地解釋馬來(lái)半島周?chē)Ｋ你U同位素異常。模型研究進(jìn)一步表明，顆粒態(tài)-溶解態(tài)交換導(dǎo)致由顆粒物向海水轉(zhuǎn)移的鉛元素凈通量隨海水濃度升高而降低。由于人類(lèi)活動(dòng)的影響（如含鉛汽油的使用），當(dāng)今許多地區(qū)表層海水的鉛濃度較高，陸源顆粒物可能會(huì)成為海水鉛匯。但對(duì)人新世之前的海洋，由于海水鉛濃度較低，顆粒態(tài)-溶解態(tài)交換的凈效果使得陸源顆粒物成為重要的海水鉛源。
該研究收集了全球深海自然狀態(tài)下（前人新世）的鉛同位素?cái)?shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)陸源沉積物對(duì)海水鉛的影響并非局限于淺海。對(duì)于西北大西洋以及孟加拉深海扇等區(qū)域，大量陸源物質(zhì)被輸運(yùn)到深海，由于深海鉛濃度很低，顆粒態(tài)-溶解態(tài)交換使得陸源物質(zhì)成為深海鉛的重要來(lái)源。這也意味著，通過(guò)陸源沉積物向深海的輸運(yùn)，河流對(duì)海洋鉛的影響遠(yuǎn)超河口淡水的影響范圍。研究人員進(jìn)一步估算了邊界交換對(duì)前人新世全球海洋鉛的貢獻(xiàn)，表明這一貢獻(xiàn)可以填補(bǔ)海洋鉛源-匯不平衡的缺失通量。
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記者丨張雙虎 黃辛
來(lái)源丨中國(guó)科學(xué)報(bào) 頭版
編輯丨王越月
編審丨戴琪
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