我国科学家首次揭示环南极夏季大气汞分布规律 为极地生态保护提供新依据

汞作为一种具有强神经毒性的全球性污染物,通过大气长距离传输可到达地球最偏远的地区。

南大洋作为企鹅、海豹、磷虾等南极生物的主要栖息地,同时也是全球汞的重要汇区,其生态环境状况备受关注。

近年来,极地大气汞循环中一种特殊现象引起了国际学术界重视,即大气汞亏损事件。

这一现象通常表现为极地春季日出后大气零价汞浓度的急剧下降,能够显著加速汞的大气氧化与沉降过程,进而增加极地生态系统的汞暴露风险。

长期以来,国际科学界对大气汞亏损事件的认识存在明显局限。

既往研究普遍认为,该现象主要发生在春季的海冰区域,由海冰光化学过程释放的溴驱动产生。

然而,这一认识框架忽视了一个重要的时间窗口和空间范围。

夏季正值南极生物的繁殖高峰期,此时南大洋生态系统的活动最为活跃,生物对环境污染物的吸收和富集能力最强。

但对于占南极一年中生物活动最活跃时期的夏季,以及南极生物主要栖息地南大洋的大气汞亏损事件发生规律与成因,国际学术界长期缺乏系统认识。

中国科学技术大学谢周清、乐凡阁研究团队决定填补这一科学空白。

在我国第33次南极科学考察期间,研究团队依托"雪龙"号科考船,成功实施了国际上首次环绕南极大陆的大气汞高分辨率走航观测。

这一观测突破了以往点位式观测的局限,通过连续、高密度的数据采集,获得了前所未有的详细信息。

研究结果揭示了夏季南大洋大气汞亏损事件的环南极空间分布特征,发现其热点区域与罗斯海、普里兹湾等关键生物栖息地高度重叠。

更为重要的是,研究阐明了南极"陆-海"大气耦合过程在其中的核心作用。

与传统认知不同,研究发现夏季大气汞亏silon损事件的空间分布格局主要受来自南极内陆的气团输送主导,而非海洋环境主导。

这意味着南极大陆在极地汞循环中扮演着比预期更加重要的角色。

进一步分析表明,南极大陆可能通过下降风传输,成为向南大洋边缘海输送氧化态汞的重要源区。

由于夏季恰好是南极生物的繁殖期,这一时期大气汞浓度的升高和形态的改变,将潜在地加剧南大洋生态系统的汞暴露风险。

相比于春季海冰区域的汞亏损现象,夏季南大洋的汞亏损事件由于发生在生物活动最活跃的时期和区域,其生态影响可能更加深远。

这一发现对于准确评估极地生态风险具有重要意义。

该项研究成果已发表于国际顶级学术期刊《自然·通讯》,代表了我国在极地环境科学领域的重要进展。

研究不仅深化了对极地汞生物地球化学循环规律的科学认知,揭示了"陆-海"耦合过程在极地污染物循环中的关键作用,而且为国际社会准确评估极地生态风险、制定极地环保政策提供了新的科学依据。

南极并非远离人类活动影响的“净土”,全球性污染物可通过大气与海洋环流跨越万里抵达极地。

环南极走航观测揭示的夏季汞亏损新机制表明,极地环境变化与污染物迁移具有更强的系统性和耦合性。

以更完整的观测体系和更精细的机理研究,持续把“看不见的输送通道”与“看得见的生态风险”对应起来,才能为守护极地生态安全、推动全球环境治理提供更坚实的科学依据。