MCICPMS首獲黃河鋇同位素變化曲線

　　硅酸鹽風化制約著地表物質循環，并通過消耗大氣CO2調節地質時間尺度的全球碳循環和氣候變化。因此，如何有效示蹤硅酸鹽風化是地球科學研究的重要科學問題之一。但是，目前在用于探究硅酸鹽風化通量和強度的多個同位素指標中，各個同位素都有自己的特點和缺陷，尚沒有一個同位素體系能夠有效地示蹤硅酸鹽風化作用和過程。

　　欣慰的是得益于其他科學家在多接收電感耦合等離子體質譜（MC-ICP-MS）的發明，高精度測量鋇（Ba）同位素成為現實，使之成為一個極富前景的硅酸鹽風化指標。因為作為不相容元素之一的Ba在巖漿結晶分異過程中富集于上地殼，且絕少存在于碳酸巖中，其同位素在化學風化過程中具有可觀的分餾，是較早被用來示蹤地表過程的元素之一。

　　近日，中國科學院地球環境研究所研究員金章東聯合法國CRPG教授Albert Galy、IPGP的Julien Bouchez、中國科技大學教授黃方、天津大學教授陳玖斌等國內外科學家，在《地球和行星科學快報》上在線發表他們通過于2013年在黃河中游收集的每周一次的黃河河水和懸浮物樣品，獲得的全球第一條季節性河水Ba同位素變化曲線。該研究填補了鋇同位素陸表系統循環中的空白，并進一步探討了在河流中Ba及其同位素循環遷移過程。

　　據金章東介紹，該研究結果表明黃河中游溶解態Ba同位素組成（δ138Barw）為+0.17‰～+0.46‰，系統高于黃土的δ138Ba（0.00 ± 0.04‰），其主要來源于黃土和現代粉塵中硅酸鹽礦物的溶解。溶解Ba通量的一半以上是在季風季節輸移的（6月至9月中旬），捕捉到了極端暴雨事件對溶解Ba通量的顯著影響（7月份4天的暴雨事件占全年溶解Ba通量的4%）。

　　相關專家認為，該研究首次提出δ138Barw的季節變化主要受吸附過程控制，可以通過輕Ba同位素在懸浮物吸附模型得到最好的解釋：該模型對黃土的物理侵蝕非常敏感，可能忠實地記錄了受季風降水制約的硅酸巖風化行為，特別是在暴雨和春季融冰期。

　　該研究結果還進一步表明，隨著季風季節河流懸浮物顆粒通量增加1至3個數量級，Ba的解吸附可能導致邊緣海中Ba濃度和同位素組成的強烈變化。