Groundwater discharge impacts marine isotope budgets of Li, Mg, Ca, Sr, and Ba.
Groundwater discharge impacts marine isotope budgets of Li, Mg, Ca, Sr, and Ba.
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地下水排泄对海洋中Li、Mg、Ca、Sr、Ba的同位素收支有影响。
DOI：
10.1038/s41467-020-20248-3
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发表时间：
2021-01-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
Paytan A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mayfield KK;Eisenhauer A;Santiago Ramos DP;Higgins JA;Horner TJ;Auro M;Magna T;Moosdorf N;Charette MA;Gonneea ME;Brady CE;Komar N;Peucker-Ehrenbrink B;Paytan A
长期以来，在海洋同位素预算中，地下水来源的溶质通量一直被认为是静态的，并且从属于河流通量（如果不是完全忽略的话）。在这里，我们提供了沿海地下水中 Li、Mg、Ca、Sr 和 Ba 的浓度和同位素数据，以限制地下水排放在调节陆地来源溶质通量到海洋的大小和同位素组成方面的重要性。使用对沿海水域地下水排放的三个独立的体积估计来推断全球数据，据此我们估计地下水衍生的溶质通量至少占河流 Li、Mg、Ca、Sr 和 Ba 通量的 5%。地下水来源的 Mg、Ca 和 Sr 通量的同位素组成与全球河流平均值不同，而 Li 和 Ba 通量的同位素组成与河流无法区分。这些差异反映了对沿海岩性的强烈依赖，应将其视为地球系统模型参数化的优先事项。地下水排放是一种将化学物质从内陆系统输送到海洋的机制，但与河流相比，它被认为具有次要影响。作者在这里评估了地下水排放的全球重要性，发现它对海洋化学和地球系统模型具有独特而重要的贡献。
Groundwater-derived solute fluxes to the ocean have long been assumed static and subordinate to riverine fluxes, if not neglected entirely, in marine isotope budgets. Here we present concentration and isotope data for Li, Mg, Ca, Sr, and Ba in coastal groundwaters to constrain the importance of groundwater discharge in mediating the magnitude and isotopic composition of terrestrially derived solute fluxes to the ocean. Data were extrapolated globally using three independent volumetric estimates of groundwater discharge to coastal waters, from which we estimate that groundwater-derived solute fluxes represent, at a minimum, 5% of riverine fluxes for Li, Mg, Ca, Sr, and Ba. The isotopic compositions of the groundwater-derived Mg, Ca, and Sr fluxes are distinct from global riverine averages, while Li and Ba fluxes are isotopically indistinguishable from rivers. These differences reflect a strong dependence on coastal lithology that should be considered a priority for parameterization in Earth-system models. Groundwater discharge is a mechanism that transports chemicals from inland systems to the ocean, but it has been considered of secondary influence compared to rivers. Here the authors assess the global significance of groundwater discharge, finding that it has a unique and important contribution to ocean chemistry and Earth-system models.
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