海洋生物地球化学：海洋微量金属の生物地球化学的循環の主要駆動要因としての深海海底

微量元素・同位体（TEI）は海洋生物にとって重要であり、海洋プロセスの研究に不可欠なツールである。海洋のTEI循環に関しては、水柱のTEI分布の調節を促す可逆的スカベンジングと、水柱の生物地球化学過程への堆積物の痕跡を強調する海底境界交換という、2つの異なる枠組みが存在する。これらの2つの見方は、TEI挙動の全く異なる解釈につながる。今回我々は、粒子スカベンジングと境界交換の典型的なトレーサーとして希土類元素とネオジム同位体を用いた。我々は、こうしたデータと、粒子循環および堆積物続成作用のモデルを統合して、海洋TEI循環の一般的枠組みを提案する。我々は、生物起源粒子よりも酸化マンガンに対する親和性が高い元素については、可逆的スカベンジングに関する一般的な仮定に反して、スカベンジングが水柱全体を通して正味のシンクとなることを示す。この場合、海底フラックスは、水深に伴う元素濃度の増大を後押しする。この堆積物ソースは、水柱粒子によってスカベンジされた元素から再循環された成分と、堆積物内部における海洋ケイ酸塩風化を通して水柱に新たに導入された成分という、2つの成分からなる。深海の有酸素続成作用は、この深海底ソースを駆動し、海底の形状と海底で強化される乱流混合を通して水柱の生物地球化学過程に強い影響を及ぼす。今回の知見は、水柱循環における、生物起源粒子によって影が薄れることの多い自生鉱物の役割を確認するとともに、不活性と見なされることが多い深海海底が生物地球化学的変換の焦点であることを示唆するものである。

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