中國南海的珊瑚中,記錄了二戰及鴉片戰爭所釋放的金屬汞
目前,一項新的研究發現,那些汞可能被中國南海的珊瑚吸收了,這些珊瑚用它們的骨骼記錄下了那次激戰以及後來的戰爭。這項發現為研究人類對海洋的污染史提供了一個新思路,而且可以幫助如今的我們了解汞在大氣中是如何傳播的。
硬珊瑚的骨骼由霰石(一種碳酸鈣礦物)構成。隨著自身機體的生長,珊瑚會從水中吸收額外的鈣來形成骨架。珊瑚每年的生長帶就像樹的年輪一樣,可以用來追蹤珊瑚機體的生長曆程。但是,由於一些特定的金屬污染物——比如鉛和汞——可以取代珊瑚骨架中的鈣,所以珊瑚的生長帶也可作為海水中遊離金屬的存檔庫。
加拿大彼得堡市特倫特大學的地球化學家Ruoyo Sun領導的研究團隊也想證實珊瑚能否作為汞污染的記錄。因此,他們提取了一個生長於中國南海的200多歲的濱珊瑚的內核,期待其中記錄的信息能與收集到的凍冰和泥炭樣本匹配,主要的對比物是這些樣本中受到採礦、煤燃燒和後來的工業生產的影響的長期沉積物。
但是,他們發現的記錄卻截然不同。珊瑚內核中最老的部分可追溯到1800年到1830年期間,其中汞含量很低且相對穩定。但是,在接下來的170年間,珊瑚骨骼中的汞含量一再飆升,甚至有些年間的濃度比基準線高出4到12倍。
據《Environmental Science & Technology》本月刊發的一篇研究成果報道,這些汞含量的峰值與中國附近爆發的戰爭的時間段精確吻合,包括第一次鴉片戰爭(1839-1842),第二次鴉片戰爭(1856-1860)和第二次世界大戰。雖然汞含量的基準線在整個20世紀中也一直在上升,但和戰時峰值相比,這些增量就顯得無足輕重了。
Sun說道:「我們從沒想過汞會來自戰爭。」但是,我們完全能理解為什麼。武器和炸藥的製造都會用到汞,而它們的爆炸也會將汞釋放到空氣中。當空氣中的汞元素遇到海浪中散發出的活性化學物質(比如溴)後,就會形成所謂的「活性氣態汞」分子。當這些分子下沉到海底之後,珊瑚將這些溶解在海水裡汞吸收到骨骼中。
哈佛大學的大氣化學家Hannah Horowitz並未參加此項研究,但對他來說,這項研究中戰爭導致的局部效應與最近發現的汞在大氣中的活動現象相吻合。Horowitz表示,曾經認為由於汞能夠在大氣中漂浮一年及以上,屬於能夠遠距離傳播的長期穩定化合物,但現在,汞的影響逐漸傾向於是本地化的。Horowitz提到,他們正在逐月修正以往記錄。這可以解釋西方採礦業和製造業為何沒有對中國南海造成汞污染。
其他科學家則對這個結論更多持懷疑態度。位於聖克魯斯的加利福尼亞大學的地球化學家Carl Lamborg提到,「在珊瑚中發現戰爭的痕迹,也許是可能的,但是隨時間的推移需要輸入大量的汞的。」
一個很大的不確定因素在於,珊瑚可能不是以恆定速度吸收汞的,也就是說珊瑚骨骼中汞的記錄不能如實地反應海水中的汞含量。他同時還強調,關於珊瑚吸收汞的機理研究仍處於初期。但是他表示,他們的解釋聽起來還是蠻有道理的。
當然,這不是Sun和他同事們研究的最後一步。為了明確珊瑚中汞含量和戰爭的關係,Sun下一步計劃在珊瑚骨骼中尋找汞的同位素。Sun說道,「大氣中來源不同的汞,包括火山、煤燃燒和爆炸,均具有不同含量的同位素元素。在19世紀,礦物丹砂中提取的液態汞,和其他成分一起作為許多炸藥的添加劑,因此會有它獨特的痕迹」。他補充道,如果這些汞和在珊瑚中的發現一樣,就能夠證實他們的研究結論。
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