大洋溶解铁的物质来源及其同位素示踪

Abstract

铁(Fe)作为海洋初级生产所必需的微量和限制性营养元素影响着海洋生物群落结构、生态功能以及碳循环,理解溶解Fe的物质来源及其对气候变化的响应具有重要的科学意义。早期研究多强调风尘输入是维持大洋Fe循环的主要机制。近年来,随着海水Fe分析数据的积累,尤其是痕量元素及其同位素海洋生物地球化学循环研究计划(GEOTRACES)的开展,陆架沉积物和热液活动所释放Fe的贡献开始越来越受到重视。尽管如此,不同物源对开阔大洋溶解Fe的影响依然存在相当的不确定性。以海水溶解Fe的化学组分为出发点,强调有机配体对大洋Fe循环的决定性作用,综述了不同来源Fe的通量估计和第四纪大洋Fe来源的研究争议。铁同位素为理解大洋Fe的物源演变提供了新的工具。讨论了不同物源的Fe同位素特征,并提出结合沉积物的活动性Fe同位素和组分研究可能为理解过去陆架-热液活动-风尘输出与输运Fe的机制提供全新视角。西太平洋地球系统多圈层相互作用重大计划培育项目“上新世以来西太平洋沉积铁同位素演化研究”(91858105)国家海洋局海洋沉积与环境地质重点实验室开放基金资助项目“晚第四纪北太平洋深水铁同位素演化重建:对大洋铁循环的新约束”(MASEG201711)青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室创新团队资助项目“利用西太平洋铁锰结壳微量金属重建新生代火山喷气历史”(MGQNLM-TD201701