作者:Casey Bryce 来源:《环境科学与技术》 发布时间:2022/3/17 21:28:16
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英国科学家揭示永久冻土中铁的循环规律

 

近日,来自英国布里斯托大学地球科学学院凯西·布莱斯团队在研究中发现,在部分解冻的永久冻土泥炭地中,铁矿物存在季节性周转的现象,但是活性铁矿物或许可以作为碳的稳定汇之一。相关成果3月15日在线发表于《环境科学与技术》上。

在永久冻土泥炭地中,高达20%的总有机碳(OC)会与冻土中的活性铁(Fe)矿物结合,有可能保护OC免受微生物降解和转化为二氧化碳和甲烷等温室气体(GHG)。

但是,随着夏季温度升高和冻土层的融化,导致的径流和土壤水分的变化,会影响冻土的氧化还原条件,进一步影响铁氧化和还原的平衡。而活性铁矿物是否可以作为碳的稳定汇,或者它们是否在氧化还原转换过程中不断溶解和再沉淀,目前尚不清楚。

在本研究中,科研人员在6月至9月的夏季,沿斯托达伦沼泽的永久冻土融化梯度方向的活动层中,部署了一袋人工合成氢化铁涂层砂,以观察冻土中氧化还原条件的变化,并量化测定活性铁的氧化物的形成和溶解。

研究发现,在整个夏季,在覆盖完整永久冻土的区域,袋子在恒定的有氧条件下积累了三价铁离子(Fe(III))。相反,在完全解冻的地区,条件持续缺氧,到夏末时有一半左右的原始Fe的氧化物通过溶解而流失。

研究人员还发现,在部分解冻的地区,在夏季观察到周期性的氧化还原位移。在更潮湿和缺氧的条件下,初始Fe(III)氧化物的溶解和损失可达47.2%;在更干燥和有氧的条件下,在夏末形成了新的Fe(III)矿物,与初始Fe相比增加了33.7%左右,这也导致了铁结合的有机碳的固存。

研究人员表示,这些数据表明,在部分解冻的永久冻土泥炭地中,铁矿物存在季节性周转或波动,但即使在持续缺氧的条件下,部分铁矿物仍保持稳定,有利于碳的固定。(来源:中国科学报 郑金武)

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acs.est.1c06937

 
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