——全球锰元素含量的新估算

来源：日本海洋与地球科学技术局       发布时间：2019年2月6日

       锰是地球地壳中铁和钛之后的第三大金属元素，锰铁矿物质对氧化态的变化很敏感。评估锰铁矿物的形成和储存对于了解锰和许多相关的微量元素的全球海洋循环非常重要。最广泛的锰矿床存在于深海平原上，然而，埋在海底沉积物中的锰铁矿物的范围仍不清楚。最近，日本海洋与地球科学技术局（JAMSTEC）和高知大学的科研人员研究了南太平洋环流超贫营养区（SPG）的海底沉积物。通过使用高分辨率成像等技术，研究表明海底的锰含量比之前的估算值至少高出2个数量级。相关研究结果发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

       研究人员采集了六个SPG钻探地点（水深3740-5695米）的沉积物岩心样品，通过地球化学和微生物学分析表明，整个沉积序列中存在溶解氧和好氧微生物群落。为了更好地表征完全有氧SPG沉积物中的微米级沉积微观结构。研究人员研究了从大陆边缘到开阔海洋环流各种氧化态的海洋沉积物岩心样品的超精细结构。

采样点的位置        图片：JAMSTEC
 

       研究人员发现了仅存在于有氧沉积物中的大量Mn-微粒（10⁸ -10⁹颗粒/ cm³）。根据有氧沉积物的全球分布，他们估计这些锰微粒的总数在全球海洋中为1.5-8.8×10²⁸个颗粒。此外，他们开发了一种新技术，通过结合序贯密度浓度和流式细胞仪/颗粒分选来分离沉积基质中的Mn微粒，并进一步分析Mn-微粒的纹理和主要微量元素组成。通过2D和3D形态表征发现Mn-微粒中存在一团缠结的纤维状锰铁矿物。

        Mn-微粒中的锰含量占有氧沉积物样品中总锰的42％。在全球海洋范围内，Mn-微粒中锰的总量估计为1.28-7.62 Tt，比以前基于海底锰结核和锰结壳的研究中估算的锰含量至少高2-3个数量级。此外，研究人员估计，在全球范围内的Mn-微粒中含有3.3-19.4 Gt的稀土元素。Mn-微粒的主要元素和微量元素组成表明这些颗粒的主要来源是还是底部。从沉积物进入到有氧沉积物中的颗粒沉降通量为每天约100个颗粒/ cm²。海洋中的锰元素始终处于输入、形成和储存的动态变化中，这项研究的重要意义在于为海底环境中存在的锰元素的全球估算提供了新的见解。

原文链接：Discovery of abundant ferromanganese microparticles in oxic pelagic sediments: New insights into the global budget of metallic elements

编译：刘晓琳