我校深渊团队与合作者在PNAS发文揭示海沟汞埋藏的通量和机制

近日，国际著名学术期刊《美国科学院院刊》（PNAS）在线刊登了海洋科学学院许云平团队及其合作者关于深渊海沟汞埋藏的最新研究成果“Substantial accumulation of mercury in the deepest parts of the ocean and implications for the environmental mercury cycle”（汞在海洋最深处的大量积累及其对环境汞循环的意义）。研究发现深渊海沟的面积虽然占全球海洋的1%左右，但自工业革命以来埋藏了大量的汞，在整个海洋乃至全球汞循环中扮演着重要角色。

汞是一种常温常压下呈液态的金属元素，能在大气、水体和土壤间长距离传输，并能通过食物链显著富集，威胁人类健康。尽管学术界早就认识到海洋沉积物是极其重要的汞汇，但关于深海沉积物中汞的分布与埋藏通量报道甚少，对水深超过6000米的深渊海沟更是从未深入研究过。许云平团队及其合作者利用我校深渊科学工程技术研究中心自主研发的全海深着陆器，从马里亚纳、玛索、新不列颠和布干维尔四条海沟采集了多根沉积柱状样，为在全球尺度上研究深渊汞的生物地球化学循环提供了可能。沉积物汞含量和同位素等地球化学和沉积学的数据显示：1）海沟的单位面积汞埋藏通量比全球深海要高数十甚至数百倍；2）来自汞和有机碳的同位素证据表明，海洋表层的汞（主要是人为来源）能够快速沉降并保存在深渊海沟沉积物中；3）沉积物中汞含量自工业革命以来呈现快速增加的趋势，表明人类活动释放的汞污染已经到达了世界最深的海域。该研究在全球尺度上揭示了深渊海沟是海洋汞埋藏的热点区域，为理解汞的生物地球化学循环提供了新视角。

深渊区是指水深大于6000米的海域，由分布全球的30多条海沟组成，如大众熟知的马里亚纳海沟。深渊科学是国际海洋学的前沿领域，也是我校海洋学科的特色方向。秉承“聚焦、错位、合作、共赢”的原则，我校于2013年成立了国内首个专门研究深渊海沟的实体机构—深渊科学技术研究中心，经过近10年的建设和发展，已经成为具有国际影响力的深海研究中心。该成果是我校深渊科学领域取得的又一重要研究进展。上海海洋大学许云平教授和北京大学王学军教授为论文共同通讯作者。许云平课题组肖文杰博士（现为南方科技大学博士后）和王学军课题组刘茂甸博士（现为耶鲁大学博士后）为论文共同第一作者。耶鲁大学Peter A. Raymond教授、北京大学陶澍院士、刘峻峰研究员、张倩茹（博士生）、天津大学陈玖斌教授和特伦特大学袁圣柳博士参与了该工作。研究得到了国家自然科学基金、同济大学海洋地质国家重点实验室开放基金、上海佘山国家野外科学观测站开放基金、深圳海洋地球古菌组学重点实验室和南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）等资助。

《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences，缩写为PNAS）是全球被引用次数最多的综合学术期刊之一。论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2102629118

图a：全球海洋表层沉积物汞埋藏通量；图b：深渊海沟沉积柱汞埋藏通量随深度的变化；图c：深渊海沟汞的生物地球化学过程

（供稿：海洋科学学院）