Replacement Times of a Spectrum of Elements in the North Atlantic Based on Thorium Supply
Replacement Times of a Spectrum of Elements in the North Atlantic Based on Thorium Supply
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基于钍供应的北大西洋一系列元素的更换时间
DOI：
10.1029/2017gb005839
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发表时间：
2018
影响因子：
5.2
通讯作者：
Hayes C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hayes C
232 Th对海洋的可测量供应量可用于推导其他元素的供应量，这些元素更难以直接量化。一个元素的测量库存除以推导出的供应量，得出更换时间估计值，在特殊情况下，它与停留时间有关。作为概念的证明，基于Th的供应率意味着北大西洋稀土元素的替换时间范围与稀土元素与其离子电荷密度相关的化学反应性一致。生物活性微量元素（Fe、Mn、Zn、Cd、Cu和Co）的替换时间估计也相似，从<5 years to >50，000年不等，表明海洋中元素反应性的范围很广。在这里，我们讨论了源成分，部分溶解度比，或非大陆源，如热液喷口的变化，导致Th-基置换时间估计的不确定性。我们表明，基于Th的计算所提供的海洋置换时间的限制广泛适用于预测元素在海洋中的分布情况，对于某些元素，如Fe，可以告诉我们碳循环如何受到微量元素供应和去除的影响。
The measurable supply of232Th to the ocean can be used to derive the supply of other elements, which is more difficult to quantify directly. The measured inventory of an element divided by the derived supply yields a replacement time estimate, which in special circumstances is related to a residence time. As a proof of concept, Th‐based supply rates imply a range in the replacement times of the rare earth elements in the North Atlantic that is consistent with the chemical reactivity of rare earth elements related to their ionic charge density. Similar estimates of replacement times for the bioactive trace elements (Fe, Mn, Zn, Cd, Cu, and Co), ranging from <5 years to >50,000 years, demonstrate the broad range of elemental reactivity in the ocean. Here we discuss how variations in source composition, fractional solubility ratios, or noncontinental sources, such as hydrothermal vents, lead to uncertainties in Th‐based replacement time estimates. We show that the constraints on oceanic replacement time provided by the Th‐based calculations are broadly applicable in predicting how elements are distributed in the ocean and for some elements, such as Fe, may inform us on how the carbon cycle may be impacted by trace element supply and removal.
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