研究发现人类活动在很大程度上导致了波罗的海剧毒金属铊的存在

研究发现人类活动在很大程度上导致了波罗的海剧毒金属铊的存在 该研究的第一作者查德-奥斯特兰德（Chad Ostrander）在准备调查期间从东哥特兰盆地采集的沉积物短岩心。图片来源：伍兹霍尔海洋研究所 Colleen Hansel不过，研究表明，由于进一步的人为活动或人类引起的活动，或者由于波罗的海的自然或人为复氧可能使海水中的硫化物含量降低，铊的含量可能会增加。波罗的海是地球上最大的人为缺氧区，由于富含硫化物矿物质，这里的大部分铊都积聚在沉积物中。这项研究证明，大约自 1947 年以来，人类活动向波罗的海排放的铊量有所增加。"人类正在向波罗的海排放大量的铊，人们应该意识到这一点。如果这种情况继续下去，或者如果我们将来进一步改变波罗的海的化学成分，或者如果波罗的海发生自然变化，那么可能会积累更多的铊。"这篇文章的主要作者查德林-奥斯特兰德（Chadlin Ostrander）说："由于铊的毒性，这将是一个令人担忧的问题。目前，他是犹他大学地质学与地球物理学系助理教授。"在这项研究中，研究人员试图更好地了解铊及其两种稳定同位素203Tl和205Tl是如何在波罗的海循环的。为了解现代铊循环情况，研究人员从海水和浅层沉积物岩芯样本中收集了浓度和同位素比值数据。为了重建更久远的铊循环，研究人员在采集短岩心样本的同时，还采集了较长的沉积物岩心样本。他们发现波罗的海海水中205Tl的富集程度比预测的要高得多。根据较长的沉积岩芯，这种富集大约始于 1940 年至 1947 年。在波罗的海调查期间，为采集水样和进行现场测量而进行的清晨投放。图片来源：Colleen Hansel，© 伍兹霍尔海洋学研究所文章指出，如果205Tl的增加与"几乎同时出现的与人为活动有关的趋势"无关，那将是"非常巧合的"。虽然铊增加的确切来源尚不清楚，但文章指出，第二次世界大战结束后地区水泥生产的增加可能起到了重要作用，其他可能的来源包括燃煤和硫化铁黄铁矿的焙烧。"这项研究最重要的一点是，我们基本上发现波罗的海的大部分（如果不是大部分的话）海域都受到了有毒金属铊的污染，这种污染是由该海盆周围的人类活动造成的，"这项研究的合著者、WHOI 地质与地球物理系兼职科学家 Sune Nielsen 说。"据我所知，这是有记录以来地理范围最广的铊污染区域。众所周知，波罗的海长期以来一直受到人为活动的严重影响，尤其是在过去几十年里，氧气的流失日益严重，给渔业造成了巨大损失。作为一名丹麦人，我关注丹麦媒体上有关波罗的海的（坏）消息，而我们的发现为该海域本已恶劣的海洋生物生存条件又增添了一抹亮色。虽然铊污染可能并不是波罗的海生态系统最直接的问题，但毫无疑问，我认为这增加了我们的紧迫感，我们必须采取措施，使波罗的海恢复到人类和海洋生物能够自然共存的状态。""我们的数据进一步证明，海水中铊的去除和沉积物中铊的储存受到缺氧和硫化物存在的严格控制。因此，最近在波罗的海开展的'解决缺氧问题'的行动涉及向底层水域注入氧气，这令人担忧。波罗的海的增氧很可能会导致铊以及其他硫化物金属（如汞）释放到上覆海水中，并在鱼类体内进行生物累积，达到有毒水平。根据该地区的活动，我们预测铊污染的来源是该地区历史上的水泥生产。随着全球水泥产量的不断增加，这项研究可以提醒生产商需要减轻水泥窑粉尘对周围水生和海洋生态系统的潜在下游影响，还凸显了同位素在确定海洋生态系统污染物来源方面的作用，仅凭浓度数据很难区分污染物来源"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家首次在考古土壤样本中发现微塑料污染的证据

科学家首次在考古土壤样本中发现微塑料污染的证据 研究小组在七米多深的沉积物中发现了微小的微塑料颗粒，这些样本的年代可以追溯到公元一世纪或二世纪初，发掘时间为 20 世纪 80 年代末。原地保护考古学一直是一代人管理历史遗址的首选方法。然而，研究小组表示，这些发现可能会促使人们重新思考，因为微小的颗粒可能会损害保存下来的遗迹。微塑料是微小的塑料颗粒，从 1 微米（千分之一毫米）到 5 毫米不等。微塑料的来源很广泛，有破碎的较大塑料碎片，也有在塑料制造过程中使用的树脂颗粒，在 2020 年之前，美容产品中经常使用这些颗粒。这项研究发表在《全环境科学》杂志上，由约克大学和赫尔大学共同完成，并得到了教育慈善机构约克考古学会的支持。研究的意义约克大学考古系的约翰-肖菲尔德（John Schofield）教授说："这是一个重要的时刻，它证实了我们本应预料到的事实：以前被认为是原始考古沉积物的地方，调查的时机已经成熟，但事实上却受到了塑料的污染，其中包括 20 世纪 80 年代末采样和储存的沉积物。""我们熟悉海洋和河流中的塑料。但在这里，我们看到我们的历史遗产中含有有毒元素。这种污染在多大程度上损害了这些沉积物的证据价值，以及它们的国家重要性，这就是我们下一步要努力查明的问题"。研究人员在当代和存档样本中发现了 16 种不同的微塑料聚合物类型。资料来源：约克考古学会约克考古学会首席执行官大卫-詹宁斯补充说："我们认为微塑料是一种非常现代的现象，因为我们真正听说微塑料是在最近 20 年，理查德-汤普森教授在 2004 年揭示，自 20 世纪 60 年代以来，随着战后塑料生产的蓬勃发展，微塑料已经在我们的海洋中普遍存在。这项新研究表明，这些微粒已经渗入考古沉积物中，而且与海洋一样，这种情况很可能在类似时期就已经发生，1988 年在约克威灵顿行采集和存档的土壤样本中就发现了这些微粒"。研究在当代样本和存档样本中发现了 16 种不同的微塑料聚合物类型。"考古学关注的是微塑料如何损害考古沉积物的科学价值。我们保存最完好的遗迹例如在铜门发现的维京人遗址在持续1000多年的厌氧水涝环境中，有机材料保存得非常好。微塑料的存在会改变土壤的化学性质，可能会引入导致有机遗骸腐烂的元素。"戴维-詹宁斯补充说："如果是这样的话，就地保护考古可能就不再合适了。"研究小组表示，鉴于这些人造化学物质对考古沉积物的潜在影响，进一步研究微塑料的影响将是考古学家的当务之急。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

火星探地雷达揭示了长达数百年的环境变化 为寻找生命痕迹带来了希望

火星探地雷达揭示了长达数百年的环境变化 为寻找生命痕迹带来了希望 湖泊随后缩小，注入湖水的河流携带的沉积物形成了一个巨大的三角洲。随着时间的推移，湖泊逐渐消散，陨石坑中的沉积物被侵蚀，形成了今天地表可见的地质特征。火星毅力号漫游者 RIMFAX 地面穿透雷达对火星杰泽罗陨石坑西三角洲鹰嘴沟地区的测量。鹰嘴峡谷。资料来源：Svein-Erik Hamran、Tor Berger、David Paige、奥斯陆大学、加州大学洛杉矶分校、加州理工学院喷气推进实验室、美国国家航空航天局雷达显示，这些沉积和侵蚀时期经历了漫长的环境变化，这证实了根据从太空获取的火星图像对杰泽罗陨石坑地质历史的推断是准确的。加州大学洛杉矶分校地球、行星和空间科学教授、论文第一作者戴维-佩奇（David Paige）说："从轨道上我们可以看到一堆不同的沉积物，但我们无法确定我们看到的是它们的原始状态，还是我们看到的是一个漫长地质故事的结尾。要想知道这些东西是如何形成的，我们需要看到地表以下的情况。"美国宇航局毅力号漫游车在第641个太阳从努克夏克角穿越杰泽罗西部三角洲到达陨石坑底部时的NAVCAM图像的人工智能插值视频。资料来源：Lior Rubanenko、Emily Cardarelli、Justin Maki、David Paige、加州大学洛杉矶分校、加州理工学院喷气推进实验室、NASA自 2021 年以来，这辆与汽车大小相当、携带七台科学仪器的漫游车一直在探索这个 30 英里宽的陨石坑，研究其地质和大气层，并采集样本。毅力号的土壤和岩石样本将由未来的探险队带回地球，并对其进行研究，以寻找过去生命的证据。2022 年 5 月至 12 月期间，"毅力号"从陨石坑底部驶入三角洲，三角洲是一大片有 30 亿年历史的沉积物，从轨道上看，与地球上的河流三角洲十分相似。火星毅力号漫游者 RIMFAX 地面穿透雷达对火星杰泽罗陨石坑西三角洲鹰嘴沟地区的测量。资料来源：Svein-Erik Hamran、Tor Berger、David Paige、奥斯陆大学、加州大学洛杉矶分校、加州理工学院喷气推进实验室、美国国家航空航天局当漫游车驶入三角洲时，"毅力"号的火星地表下实验雷达成像仪（RIMFAX）以 10 厘米的间隔向下发射雷达波，测量从地表下约 20 米深处反射的脉冲。通过雷达，科学家们可以看到沉积物的底部，从而揭示出被掩埋的陨石坑地面的顶面。多年的探地雷达研究和 RIMFAX 在地球上的测试使科学家们学会了如何从雷达反射中读取地下岩层的结构和成分。由此获得的地下图像显示的岩层可以像公路切口一样进行解读。RIMFAX 的副首席研究员佩奇说："一些地质学家说，雷达能够看到地表下的情况，这有点像作弊。"火星毅力号漫游者 RIMFAX 地面穿透雷达对火星杰泽罗陨石坑西三角洲努克沙克角地区的测量。资料来源：Svein-Erik Hamran、Tor Berger、David Paige、奥斯陆大学、加州大学洛杉矶分校、加州理工学院喷气推进实验室、美国国家航空航天局RIMFAX 成像显示，在两个侵蚀期之间夹着两个不同的沉积期。加州大学洛杉矶分校和奥斯陆大学报告说，三角洲下面的陨石坑地面并不是均匀平坦的，这表明在湖泊沉积物沉积之前发生过一段时间的侵蚀。雷达图像显示，沉积物是规则的、水平的就像地球上沉积在湖泊中的沉积物一样。以前的研究曾怀疑过湖泊沉积物的存在，但这项研究证实了这一点。第二个沉积期是在湖面波动时，河水沉积出一个宽阔的三角洲，一度延伸到湖中很远的地方，但现在又被侵蚀回靠近河口的地方。佩奇说："我们在岩石记录中看到的变化是由火星环境的大规模变化驱动的。我们能在如此小的地理区域内看到如此多的变化证据，这让我们能够将我们的发现扩展到整个陨石坑的范围，这真是酷毙了"。 ... PC版： 手机版：

同位素分析揭示火星沉积物中有机物质的起源

同位素分析揭示火星沉积物中有机物质的起源 访问：NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 尽管火星呈现出一片荒芜、尘土飞扬的景象，至今没有任何生命迹象，但它的地质特征，如三角洲、湖床和河谷，强烈暗示着火星表面曾经水流充沛。为了探索这种可能性，科学家们对这些地貌附近保存的沉积物进行了研究。这些沉积物的成分蕴含着早期环境条件的线索、随着时间推移形成地球的过程，甚至是过去生命的潜在迹象。在其中一项分析中，好奇号漫游车从盖尔陨石坑收集的沉积物揭示了有机物。盖尔陨石坑被认为是大约38亿年前因小行星撞击而形成的一个古老湖泊。然而，与地球上的有机物相比，这种有机物的碳-13同位素（13C）含量明显低于碳-12同位素（12C）含量，这表明火星上有机物的形成过程与地球上不同。大气中有机物的来源表明，火星表面可能含有比先前预期更多的有机化合物。资料来源：东京工业大学现在，一项研究阐明了这一差异，发现大气中的二氧化碳（CO2）光解为一氧化碳（CO）并随后还原，导致有机物中13C含量减少。这项研究由东京工业大学的上野雄一郎教授和哥本哈根大学的马修-约翰逊教授领导，于2024年5月9日发表在《自然-地球科学》杂志上。"在测量13C和12C之间的稳定同位素比率时，火星有机物的13C丰度占组成它的碳的0.92%到0.99%。这与地球沉积有机物（约1.04%）和大气二氧化碳（约1.07%）相比是极低的，这两种物质都是生物残留物，与陨石中有机物（约1.05%）并不相似，"Ueno解释说。早期的火星大气富含二氧化碳，其中同时含有13C和12C同位素。研究人员在实验室实验中模拟了火星大气成分和温度的不同条件。他们发现，当12CO2暴露在太阳紫外线（UV）照射下时，会优先吸收UV辐射，导致其解离成13C含量低的CO，而留下富含13C的CO2。在火星和地球的高层大气中也能观察到这种同位素分馏（同位素分离）现象，来自太阳的紫外线照射导致二氧化碳解离成13C含量耗尽的一氧化碳。在还原的火星大气中，CO 转化为简单的有机化合物，如甲醛和羧酸。在火星早期，地表温度接近水的冰点，不超过 300 K（27°C），这些化合物可能溶解在水中并沉淀在沉积物中。通过模型计算，研究人员发现，在二氧化碳与一氧化碳比例为 90:10 的大气中，如果二氧化碳转化为一氧化碳的比例为 20%，则沉积有机物的δ13CVPDB值为 -135‰。此外，剩余的CO2将富含13C，δ13CVPDB 值为 +20‰。这些值与"好奇号"探测器分析的沉积物中的值以及从火星陨石中估算的值非常吻合。这一发现表明，大气过程而非生物过程是早期火星有机物形成的主要来源。"如果这项研究的估计是正确的，那么火星沉积物中可能存在意想不到的大量有机物质。这表明，未来对火星的探索可能会发现大量的有机物质，"Ueno 说。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

寒武纪SPICE事件引发的海洋氧气崩溃与现代海洋系统中的问题相似

寒武纪SPICE事件引发的海洋氧气崩溃与现代海洋系统中的问题相似 哥本哈根大学的研究人员揭示了寒武纪的"SPICE"事件是如何通过海洋沉积物中磷的循环链式反应导致海洋氧气严重耗竭的。这项研究强调了这些古老机制与当今海洋系统的相关性，敦促人们需要了解养分动态，以管理和保护现代海洋生态系统，尤其是沿海地区的生态系统。5 亿年前，所谓的寒武纪"SPICE"事件使海洋中的氧气含量急剧下降。现在，哥本哈根大学的研究人员研究了在这一事件中如何形成大规模海洋缺氧（即缺氧状态）及其对今天的潜在影响。研究人员在 6 月 21 日发表在《OneEarth》杂志上的题为"海洋中氧气逐级向岸边流失来自寒武纪 SPICE 事件的启示"的研究报告中发现，海洋沉积物中磷的循环链式反应在海洋中氧气含量下降的过程中发挥了关键作用。"在缺氧条件下，磷会更有效地从沉积物中释放出来，这进一步降低了氧含量，并在全球范围内扩大了缺氧现象，"该研究的资深作者、全球研究所副教授泰斯-W-达尔（Tais W. Dahl）说。他补充说："这种自我放大的循环导致海洋缺氧现象迅速而持久地发展。该研究警告说，在当今的海洋中，这种反馈循环仍然隐约可见，人类活动可能会影响营养物质的动态变化，从而增加引发层叠缺氧条件的风险。沿海地区尤其容易出现缺氧现象，这种现象可能会在更大范围内蔓延"。虽然由于磷资源有限和大气含氧量较高，全球范围的缺氧目前还不构成直接威胁，但这项研究强调了了解营养动态和沉积过程的重要性，尤其是在沿海地区。这些见解对于管理海洋生态系统及其常驻动物物种的健康至关重要。通过比较古代和现代海洋系统，这项研究为了解当今海洋化学的潜在演变提供了宝贵的见解。该研究强调历史背景的重要性，旨在改进预测模型并指导政策决策，以保护海洋生态系统并确保其在持续的环境变化中的恢复能力。编译自/scitechdailyDOI: 10.1016/j.oneear.2024.05.011.… 2590-3322(24)00254-9 ... PC版： 手机版：

海洋学家借助冰河时期沉积物预测气候未来

海洋学家借助冰河时期沉积物预测气候未来 当冰期过渡到气候变暖时，海洋会通过释放深海中储存的碳来调节大气中的二氧化碳。这项研究表明，从上一个冰期到今天，全球海洋氧气含量与大气二氧化碳之间存在着惊人的相关性随着气候变暖，深海的碳释放量可能会增加。"这项研究揭示了南大洋在控制全球海洋氧气库和碳储存方面的重要作用，"首席研究员、杜兰大学科学与工程学院地球与环境科学助理教授 Yi Wang 说。她专攻海洋生物地球化学和古海洋学。"这将对了解海洋，尤其是南大洋，未来将如何动态地影响大气中的二氧化碳产生影响。"Wang与伍兹霍尔海洋学研究所（Woods Hole Oceanographic Institution）的同事一起进行了这项研究，该研究所是世界领先的致力于海洋研究、探索和教育的独立非营利组织。在2023年加入杜兰大学之前，她曾在该研究所工作。研究小组分析了从阿拉伯海采集的海底沉积物，以重建数千年前全球海洋的平均含氧量。他们精确测量了沉积物中金属铊的同位素，这表明沉积物形成时全球海洋中溶解了多少氧气。Wang说："对冰川-间冰期转换过程中这些金属同位素的研究以前从未有过，这些测量结果让我们基本上能够重现过去。"铊同位素比率显示，与目前较温暖的间冰期相比，上一个冰期全球海洋总体上失去了氧气。他们的研究显示，在北半球突然变暖期间，全球海洋出现了长达千年的脱氧现象，而在从上一个冰期过渡到今天的突然降温期间，海洋获得了更多的氧气。研究人员将观测到的海洋氧气变化归因于南大洋的演变过程。"这项研究首次展示了地球从上一个冰川期过渡到过去一万年气候变暖时期全球海洋含氧量的平均演变情况，"世界卫生组织科学研究所副科学家、该研究的共同作者苏妮-尼尔森（Sune Nielsen）说。"这些新数据确实意义重大，因为它们表明南大洋在调节大气二氧化碳方面发挥着至关重要的作用。鉴于高纬度地区是受人为气候变化影响最严重的地区，这些地区首先对大气中的二氧化碳也产生了巨大影响，这令人不安。" ... PC版： 手机版：