该成果近期以研究论文发表于Scientific Reports上(Shan Xing, Xiaolin Hou,
et al. 2017. Water Circulation and Marine Environment in the Antarctic
Traced by Speciation of 129I and 127I. Scientific reports, 7,
DOI:10.1038/s41598-017-07765-w)。

此项研究得到了国家自然科学基金委、科技部及中科院项目的支持,同时感谢丹麦科技大学(Technical
University of Denmark)和瑞典乌普萨拉大学(University of Uppsala)
的联合南极科考团队提供的珍贵样品。

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中国科学院地球环境研究所博士研究生邢闪及其导师侯小琳通过分析南极别林斯高晋海(Bellingshausen
Sea)、阿蒙森海(Amundsen
Sea)和罗斯海降雪和海水中129I浓度和129I/127I原子比值发现,南极海水中129I/127I原子比值×10-12)比南极降雪中129I/127I原子比值×10-10)低约2个数量级,比人类核活动前水平(1.5×10-12)高4-6倍,表明该地区受到了人类核活动的影响。南极降雪中129I水平比北半球降水中129I水平低2-4个数量级,但与南半球降水中129I水平相近,而全球大气核试验释放的129I大部分已沉降至地表,说明南极降雪中129I主要来自于1945-1980年全球核武器试验释放的129I沉降及其南半球地表中129I颗粒的再悬浮和植被中129I的二次释放。欧洲核燃料后处理厂和切尔诺贝利核事故释放的129I由于其在大气中主要存在于对流层,虽然排放量较大,但对南极地区的影响有限。该研究结果预示人类活动排放的气态污染物,特别是北半球排放的污染物,当其主要存在对流层的情况下,其对南极地区的影响较小。

独特的地理位置和环境特征使得南极和南大洋地区对全球气候变化有快速、重要的反应。南极绕极流和南极半岛沿岸流之间的变化对南极生态系统具有重要的影响。因此,南大洋海域水团的来源、运动路径及交换的研究对了解南大洋环境和生态系统变化趋势及机理具有重要作用。长寿命放射性核素129I(T1/2=15.7
Ma)主要来自于人类核活动的释放,包括核武器试验、核燃料后处理厂、核事故及核设施运行,碘具有很高的溶解性,在海洋中滞留时间远高于海洋洋流循环时间,可运用于长时间和大空间尺度的示踪研究。

该成果近期以研究论文发表在国际环境科学与技术期刊Environmental Science &
Technology
上(Shan Xing, Xiaolin Hou, et al. 2015. Iodine-129 in
snow and seawater in the Antarctic: Level and Source
. Environmental
Science & Technology
皇家88平台注册,, 49 : 6691–6700.)。

中国科学院地球环境研究所邢闪博士及其导师侯小琳研究员分析了南极德雷克海峡(Drake
Passage)、别林斯高晋海(Bellingshausen Sea)、阿蒙森海(Amundsen
Sea)和罗斯海海水中127I和129I及其形态,发现南极海水中129I主要来自于人类核活动的释放,其主要来源是1952-1954年美国在太平洋马绍尔群岛的核武器试验的释放。根据海水中129I和127I的来源不同,结合129I和127I浓度和形态分析勾勒出了这一海域水团的运动路径。水团运动路径表明了在ACC和APCC之间具有较复杂的空间行为,这可能与海冰的融化和冰盖的运动有关。通过对其形态研究表明了夏季南极沿海区域生物活动剧烈。

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