En gennemgang af anvendelserne af kviksølvstabile isotoper til sporing af vulkanisme i geologiske begivenheder
Kviksølv er et giftigt tungmetal, der kan eksistere stabilt som en gas, med høj flygtighed og global fordeling i atmosfæren. Vulkaner repræsenterer en primær naturlig kilde til Hg i atmosfæren, med betydelige effekter på Hg-cyklusser på både global og regional skala. Kviksølv kan gennemgå både masseafhængig fraktionering (MDF) og masseuafhængig fraktionering (MIF) i jordsystemer.
Hg-MDF er allestedsnærværende og forbundet med adskillige processer, mens Hg-MIF kan give en unik signatur til at identificere de specifikke veje for Hg. Hg fra vulkansk oprindelse viser næsten nul ∆ 199 Hg værdier. Fotoreduktionen af Hg(II) genererer negativ MIF (∆ 199 Hg <0) i det producerede Hg(0), hvilket efterlader positiv MIF (∆ 199 Hg> 0) i den resterende vandige Hg(II)-pulje i vandsøjler. Som et resultat har de marine og terrestriske systemer en tendens til at have positive og negative ∆ 199 hhv. Hg-værdier.
Brug af Hg-stabile isotoper til pålideligt at spore oprindelsen af Hg i den geologiske registrering er blevet rapporteret i en række undersøgelser. Kviksølvisotopregistreringer af Hg-berigelser for vulkansk oprindelse viser Hg/TOC (total organisk kulstof) toppe med næsten nul ∆ 199 Hg-værdier, der afspejler direkte aflejring af vulkansk Hg eller svag positiv ∆ 199 Hg-værdier, der afspejler fotoreduktion af Hg(II) under atmosfærisk transport af vulkansk Hg.
De "Big Five"-masseudryddelser, adskillige sekundære udryddelser, havanoxiske hændelser (OAE'er) i Phanerozoic Eon og nogle atmosfæriske redoxændringer i den prækambriske periode er alle blevet anset for at vise Hg-isotoper fra vulkanske kilder, hvilket antyder, at vulkanismen har spillet en vigtig rolle i disse udryddelser og miljøbegivenheder.
Kviksølvisotopregistreringer af Hg-berigelser for ikke-vulkanisk oprindelse har forskellige karakteristika. Hg-berigelse kan være drevet af havredox-ændringer, og Hg-input kan afledes fra terrestrisk afstrømning, forbrænding af organisk-rige sedimenter, asteroidnedslag og atmosfærisk Hg(0), der viser varierende ∆ 199 Hg-værdier.
Der er nogle faktorer, der påvirker sedimentære Hg-berigelser og Hg-isotopvariationer. Forskellene i global eller lokal vulkanisme, undersøisk eller subaerial vulkanisme, afstanden fra vulkanisme, vulkanudbrudsintensiteten og eksistensen af hydrotermiske aktiviteter kan alle have indvirkning på Hg-koncentrationer og Hg-isotoper.
Oceanets redoxtilstand, såsom oxiske eller dysoksiske tilstande og anoxiske eller euxiniske miljøer, kan begge primært påvirke værtsfaserne af Hg. Og under og/eller efter diagenese og metamorfose kan Hg-berigelser og Hg-isotoper også blive påvirket.
Anvendelsen af Hg-berigelser og Hg-isotoper til at spore større vulkanisme i geologiske optegnelser kan i væsentlig grad forbedre forståelsen af forholdet mellem LIP-udbrud, biotiske kriser og miljøændringer i gamle scenarier, hvilket giver stærke beviser for en sand årsag-og-virkning sammenhæng mellem LIP'er og geologiske katastrofale begivenheder.
Ikke desto mindre er der stadig uløste problemer, der kræver fremtidigt arbejde, herunder kontroverser om LIP-trigger-mekanismen for visse ekstinktioner og komplicerede variationer i Hg-isotoper. Derfor er fremtidigt arbejde, såsom at udvide omfanget af forskning, anvendelse af Hg-isotopmodeller og kombination af Hg med andre proxyer, nødvendigt for at få bredere indsigt i den vulkanske begivenhed og de relaterede miljømæssige og biotiske påvirkninger.
Flere oplysninger: Qing Gong et al., Anvendelser af kviksølvstabile isotoper til sporing af vulkanisme i den geologiske optegnelse, Science China Earth Sciences (2024). DOI:10.1007/s11430-023-1236-8
Journaloplysninger: Science China Earth Sciences
Leveret af Science China Press
Varme artikler
-
Hvad kan jeg gøre ved global opvarmning?Brintdrevne biler, den øgede brug af solceller, og vandkraftværker er mulige måder at reducere udledningen af drivhusgasser. Foto høflighed BMW AG, München, Tyskland; DOE/NREL; SunLine Transit Agen -
Grønland kastede is med hidtil uset tempo i 2019; Antarktis fortsætter med at tabe masseEt luftfoto taget 10. september viser smeltedamme dannet i sprækkerne af den stærkt deformerede is på overfladen af Jakobshavn Gletscher i det centrale Vestgrønland. En nylig undersøgelse foretaget -
Medmindre vi genvinder vores historiske ærefrygt for det dybe hav, det vil blive plyndretKredit:BBC Blue Planet I den mindeværdige anden del af Blue Planet II, vi tilbydes glimt af en ukendt verden – det dybe hav. Episoden lægger en usædvanlig vægt på sin egen konstruktion:glimt af dy -
Klimaforudsigelser flere år ud i fremtiden?Vindfeltsvariationer kan bruges til at forudsige ændringer i havoverfladetemperaturen i Atlanterhavet over en årrække. Kredit:Annika Reintges, redigeret af Christoph Kersten/GEOMAR Vores planets k
- Den giftige arv fra den kolde krig - dyr, farlige oprydninger på produktionssteder for atombombe
- Udviklere præsenterer ledende belægninger til fleksible berøringsskærme
- Forudsigelse af store jordskælv langs Wasatch-fronten, Utah
- Hvornår og hvorfor opfandt vi krig?
- Forklarer:Hvorfor gravitationsbølgeforskere vandt en Nobel
- Viden er en opdagelsesproces:Hvordan konstruktivismen ændrede uddannelse