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我国学者与海外合作者在汞的深部循环方面取得进展

2022-02-28 11:28     来源:国家自然科学基金委员会     地幔汞同位素 同位素分析

研究成果以“地幔汞同位素的不均一性及地幔中存在海洋汞再循环的证据(Mantle Hg isotopic heterogeneity and evidence of oceanic Hg recycling into the mantle)”为题于2022年2月17日发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。

在国家自然科学基金项目(批准号:41873047、42076076、41873026)等的资助下,中国科学院地球化学研究所尹润生等联合中国、美国、德国多位科学家在汞的深部地球化学循环方面取得了新进展。研究成果以“地幔汞同位素的不均一性及地幔中存在海洋汞再循环的证据(Mantle Hg isotopic heterogeneity and evidence of oceanic Hg recycling into the mantle)”为题于2022年2月17日发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-28577-1。

汞(Hg)是一种备受瞩目的全球性污染物,然而相对表生系统汞的地球化学循环而言,目前对地球深部汞循环的认识程度还远远不够。地球表层发生的汞的光致还原过程导致海洋储库(如海水、大洋沉积物)普遍富集奇数汞同位素(Δ199Hg< 0)、陆地储库(如植物、土壤)亏损奇数汞同位素(Δ199Hg>0)。相比而言,原始地幔的Δ199Hg接近0。不同储库之间的Δ199Hg信号差异使利用汞同位素揭示汞的深部循环成为可能。此项工作对全球不同类型的玄武岩样品,如洋中脊玄武岩、岛弧玄武岩、洋岛玄武岩及溢流玄武岩开展研究,发现:(1)不同类型玄武岩的汞同位素组成变化较大,揭示地幔汞存在不均一性;(2)洋中脊玄武岩和岛弧玄武岩样品存在显著的正Δ199Hg值,揭示海洋储库的汞可经洋壳俯冲作用再循环至上地幔;(3)少量洋岛玄武岩及溢流玄武岩样品也存在微弱的汞同位素非质量分馏信号,揭示少量俯冲的汞可进入下地幔,但是大多数样品Δ199Hg接近0‰,揭示下地幔再循环的汞较少(图)。上述发现为汞的深部地球化学循环提供了新认识。

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