近日，中国海洋大学海洋化学教育部重点实验室张劲教授团队，在国际知名学术期刊《Frontiers in Marine Science》发表了题为“Dissolved rare earth elements in the Northwest Pacific: Sources, water mass tracing, and cross‐shelf fluxes”的研究成果，揭示了西北太平洋稀土元素的来源、影响因素以及对大洋水团的示踪应用。
西北太平洋是海洋生物地球化学研究的热点区域，解析其痕量物质的来源及输送对该地区的海洋生态环境及全球气候变化研究具有重要的科学意义。但是，目前对西北太平洋痕量元素的来源、输送和生物地球化学循环的认识还十分有限。稀土元素（REEs）是海洋中重要的痕量元素组，其组成不仅可以反映痕量物质的来源，还可以示踪水团的混合。本研究搭载“东方红3”号科考船，以西北太平洋150°E断面海水中稀土元素为研究对象，分析了不同纬度下稀土受到生地化过程影响的差异及可能的原因，探究了稀土示踪物源及水团的应用，并首次定量了西北太平洋稀土元素的跨陆架输送通量。
研究发现，在亲潮和黑潮的混合区（37~40°N），次表层水（深度>叶绿素最大层，密度<26.6 kg/m3）再矿化对稀土的释放效率是亚热带地区（13~34°N）的次表层水和中层水（26.6~27.5 kg/m3）释放效率的4倍左右，这可能与强烈的水团混合和浮游生物群落结构差异有关。阿留申群岛的岩源物质输入使亚北极表层海水获得了高的稀土比值（La/Yb＞0.35），且该比值与盐度有很好的相关性（R2=0.63，P<0.01）（图1），说明La/Yb主要受到水团的控制，是亚北极地区亲潮和北太平洋中层水流动路径的理想示踪剂。此外，从鄂霍次克海、日本海、中国东海和中国南海进入西北太平洋的Nd通量分别为29~32 t/y、159~302 t/y、142~616 t/y和-298~34 t/y。本研究强调了边缘海对西北太平洋稀土元素的贡献不可忽视，可能在西北太平洋稀土元素的收支平衡中发挥着重要作用。
图1 （A）La/Yb比值的断面分布（白色等值线为盐度）；（B）La/Yb和盐度的关系图
博士研究生曹阿翔为第一作者，张劲教授和刘茜副教授为共同通讯作者，研究工作得到国家自然科学基金重大项目（41890801）和中央高校基本科研专项资金（202072001）等的资助。
论文链接：https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1135113
Citation: Cao A., Zhang J*., Zhang H., Chen Z., Cui G., Liu Z., Li Y. and Liu Q*. (2023) Dissolved rare earth elements in the Northwest Pacific: Sources, water mass tracing, and cross‐shelf fluxes. Front. Mar. Sci. 10, 1135113.
