近日，中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室/化学化工学院李雁宾教授课题组在地学领域权威学术期刊Geochimica et Cosmochimica Acta发表题为“Volcanic emissions and diatom blooms enhanced mercury accumulation and methylation in hadal sediments during the last deglacial phase”的研究论文。该研究揭示了“人类世”之前由大规模地质或环境变化驱动的海沟汞循环的响应。
图1. MT03沉积物岩心中总汞含量（A）、甲基汞含量（B）、汞/总有机碳比值（C）、δ202Hg（D）、Δ199Hg（E）、Δ200Hg（F）、总有机碳（G）和日历年龄（H）的变化。白色阴影表示全新世（约11.7 ka至今），灰色阴影表示末次冰消期（约19-11.7 ka）
本研究通过对马里亚纳海沟8300米水深处采集的沉积物岩心开展系统分析，揭示了末次冰消期以来大气沉降是该区域汞输入的主要来源，并指出汞在输送至深海之前经历了显著的光化学还原过程。末次冰消期，沉积物中异常升高的Hg/TOC比值与极负的δ202Hg值共同指示了该时期火山活动是马里亚纳海沟汞的重要来源（图1）。与此同时，同期出现的浮游植物勃发扮演了垂向载体的角色，加速了汞向海沟的输送与累积（图2）。在含有硅藻席的沉积层中，甲基汞（MeHg）浓度较普通层位高出约20倍，暗示硅藻勃发时期可能促进了水体或沉积层中汞的原位甲基化过程。通过汞稳定同位素示踪技术，本研究系统揭示了地质活动与海洋生物过程对深海汞循环的耦合影响，为深入理解深渊环境下汞的生物地球化学行为及其对全球变化响应机制提供了重要科学依据。
图2. 末次冰消期至全新世马里亚纳海沟沉积物中汞的输入模式
该成果由中国海洋大学海化重点实验室/化学化工学院李雁宾教授课题组牵头完成，2025年毕业博士研究生周正文（现为中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心工程师）为第一作者，李雁宾教授为通讯作者。中国海洋大学、中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心、山东大学、中国科学院生态环境研究中心、崂山实验室、加拿大特伦特大学、美国佛罗里达国际大学等单位的相关学者合作完成了相关研究。本研究得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。
文章信息：
Zhou, Z., Wang, H., Xin, Y., Wang, Y., Liu, X., Tian, J., Hintelmann, H., Yin, Y., Liu, G., Cai, Y., Li, Y., Volcanic emissions and diatom blooms enhanced mercury accumulation and methylation in hadal sediments during the last deglacial phase, Geochimica et Cosmochimica Acta (2026), 论文链接: https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.02.038
