O mercúrio é um metal pesado tóxico que pode existir de forma estável como gás, com alta volatilidade e distribuição global na atmosfera. Os vulcões representam uma fonte natural primária de Hg na atmosfera, com efeitos significativos nos ciclos de Hg em escala global e regional. Mercúrio pode sofrer fracionamento dependente de massa (MDF) e fracionamento independente de massa (MIF) em sistemas terrestres.



O Hg-MDF é onipresente e está associado a vários processos, enquanto o Hg-MIF pode fornecer uma assinatura única para identificar as vias específicas do Hg. Hg de origem vulcânica exibe quase zero ∆ ¹⁹⁹ Valores de Hg. A fotorredução de Hg(II) gera MIF negativo (∆ ¹⁹⁹ Hg <0) no Hg(0) produzido, deixando MIF positivo (∆ ¹⁹⁹ Hg> 0) no pool aquoso residual de Hg(II) em colunas de água. Como resultado, os sistemas marinho e terrestre tendem a ter ∆ ¹⁹⁹ positivo e negativo Valores de Hg, respectivamente.

A utilização de isótopos estáveis ​​de Hg para rastrear de forma confiável a origem do Hg no registro geológico foi relatada em vários estudos. Registros de isótopos de mercúrio de enriquecimento de Hg para origem vulcânica exibem picos de Hg/TOC (carbono orgânico total) com ∆ próximo de zero ¹⁹⁹ Valores de Hg que refletem a deposição direta de Hg vulcânico ou ligeiramente positivo ∆ ¹⁹⁹ Valores de Hg que refletem a fotorredução de Hg(II) durante o transporte atmosférico de Hg vulcânico.

Acredita-se que as "Cinco Grandes" extinções em massa, várias extinções secundárias, eventos anóxicos oceânicos (OAEs) no Éon Fanerozóico e algumas mudanças redox atmosféricas no período Pré-cambriano exibem isótopos de Hg de origem vulcânica, o que implica que o vulcanismo desempenhou um papel importante. papel importante nessas extinções e eventos ambientais.

Os registros de isótopos de mercúrio de enriquecimento de Hg para origens não vulcânicas têm características diferentes. O enriquecimento de Hg pode ser impulsionado por mudanças redox oceânicas, e a entrada de Hg pode ser derivada de escoamento terrestre, combustão de sedimentos ricos em orgânicos, impacto de asteróides e Hg(0) atmosférico, mostrando variação de ∆ ¹⁹⁹ Valores de Hg.

Existem alguns fatores que influenciam os enriquecimentos sedimentares de Hg e as variações isotópicas de Hg. As diferenças no vulcanismo global ou local, no vulcanismo submarino ou subaéreo, na distância do vulcanismo, na intensidade eruptiva vulcânica e na existência de atividades hidrotermais podem ter efeitos nas concentrações de Hg e nos isótopos de Hg.

O estado redox do oceano, como condições óxicas ou disóxicas e ambientes anóxicos ou euxínicos, podem influenciar principalmente as fases hospedeiras do Hg. E durante e/ou após a diagênese e o metamorfismo, os enriquecimentos de Hg e os isótopos de Hg também podem ser afetados.

As aplicações de enriquecimentos de Hg e isótopos de Hg para rastrear grandes vulcanismos em registros geológicos podem melhorar significativamente a compreensão da relação entre erupções LIP, crises bióticas e mudanças ambientais em cenários antigos, fornecendo fortes evidências para uma verdadeira ligação de causa e efeito entre LIPs e eventos geológicos catastróficos.

No entanto, ainda existem questões não resolvidas que requerem trabalhos futuros, incluindo controvérsias sobre o mecanismo de disparo do LIP para certas extinções e variações complicadas nos isótopos de Hg. Assim, trabalhos futuros, como ampliar o escopo da pesquisa, aplicar modelos isotópicos de Hg e combinar Hg com outros proxies, são necessários para obter insights mais amplos sobre o evento vulcânico e os impactos ambientais e bióticos relacionados.

Mais informações: Qing Gong et al, Aplicações de isótopos estáveis ​​de mercúrio para rastrear vulcanismo no registro geológico, Science China Earth Sciences (2024). DOI:10.1007/s11430-023-1236-8
Informações do diário: Ciência China Ciências da Terra

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