Korallen-Vanadium kann tropische Wirbelstürme und anthropogene Aktivitäten im Südchinesischen Meer aufzeichnen

In letzter Zeit sind aufgrund von Umweltbedenken seit der industriellen Revolution neue Forschungsgebiete entstanden, die sich auf den Vanadiumkreislauf zwischen Atmosphäre, Wasser und Sedimenten konzentrieren. Vanadium ist aufgrund der erheblichen Vanadiumanreicherung weithin als Spurenverunreinigung in fossilen Brennstoffen, insbesondere Rohöl, anerkannt und kann durch Ölverschmutzungen oder atmosphärische Ablagerungen im Zusammenhang mit seiner Verbrennung in Meerwasser freigesetzt werden.

Darüber hinaus hat ozeanisches Vanadium aufgrund seiner Häufigkeit und Verweilzeit im Meerwasser, seines Vorkommens in mehreren Oxidationsstufen, die die Löslichkeit steuern, und seiner Rolle im biologischen Stoffwechsel das Potenzial, ein wertvoller Stellvertreter für den Wiederaufbau der Umwelt in natürlichen Systemen zu sein.

Obwohl der anthropogene Einfluss auf den globalen Vanadiumkreislauf einen parallelen Einfluss auf die globalen Kreisläufe anderer anthropogen mobilisierter Metalle, z. B. Blei und Quecksilber, hat, wurde ihm eher wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Insbesondere die Forschung zur Vanadium-Geochemie im Ozean, der die Hauptsenke für an Land mobilisiertes Vanadium ist, hinkt anderen Metallen weit hinterher.

Riffkorallen in tropischen Meeren können unschätzbare Umweltarchive für Spurenmetalle in Küstengewässern zusammen mit damit verbundenen natürlichen und anthropogenen Faktoren liefern, und Vanadium in Korallen wurde erfolgreich und weithin als leistungsfähiges Werkzeug zur Aufzeichnung historischer Vanadiumveränderungen im Oberflächenmeerwasser von Korallenriffen eingesetzt .

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Kefu Yu (School of Marine Sciences, Guangxi University) verwendete geochemische Proxydaten (Vanadium/Calcium (V/Ca), δ18O, δ13C usw.) von einem Korallenskelett (W3) mit einer monatlichen Auflösung von 1984 n. Chr. um die Insel Weizhou, zusammen mit den Vanadiumdaten von Korallen (LW4) von der Insel Hainan, um chronologische Schwankungen des Vanadiums im Oberflächenmeerwasser im Norden zu beschreiben Südchinesisches Meer.

Diese Studie dokumentierte zum ersten Mal eine enge Beziehung zwischen dem Oberflächenwind und den zeitlichen Mustern der V/Ca-Verhältnisse, die in einer Porites-Koralle außerhalb der Mündung vor der Küste aufgezeichnet wurden, was auf ein großes Potenzial für die Dokumentation prähistorischer Veränderungen in tropischen Wirbelstürmen hindeutet. Diese Studie lieferte starke Beweise für den Zusammenhang zwischen der Remobilisierung von Vanadium in Meeressedimenten und ozeanischen Redoxbedingungen, die mit vertikaler Vermischung durch Oberflächenwinde verbunden sind.

Die Unterschiede zwischen den einzelnen Intervallen unter menschlichem Einfluss zeigten jedoch, dass die Quellen und Treiber von Vanadium im Oberflächenmeerwasser zu komplex sind, als dass die Beziehung zwischen Korallen-V/Ca und Oberflächenwind als einfaches quantitatives Verhältnis verwendet werden könnte. Darüber hinaus glaubte diese Studie, dass das Korallen-V/Ca-Verhältnis ein potenzieller Proxy für Oberflächenwinde sein könnte, nachdem künstliche Störungen entfernt wurden.

Ermutigt durch die Konsistenz in der Zeitreihe zwischen den Ölverschmutzungen und V/Ca-Spitzen in Korallenskeletten, stellte diese Studie die historischen Veränderungen in der industriellen Entwicklung und Revolution wieder her, die mit anthropogenen Vanadiumemissionen im nördlichen Südchinesischen Meer verbunden sind.

In der Frühphase (1984 bis 1993 n. Chr.) standen die relativ hohen und labilen V/Ca-Verhältnisse der Korallen im Zusammenhang mit den industriellen und landwirtschaftlichen Aktivitäten des umliegenden Kontinents, beispielsweise der Exploration, dem Abbau und dem Transport in den Ölfeldern in der Nähe der Insel Weizhou.

In der mittleren Phase (1994 bis 2008 n. Chr.) wurden die niedrigen Korallen-V/Ca-Verhältnisse von den effektiven Umweltinitiativen nach der Veröffentlichung des nationalen Umweltschutzgesetzes beigetragen. In der letzten Phase (2009 bis 2015 n. Chr.) stiegen die V/Ca-Verhältnisse der Korallen aufgrund der Entwicklung der lokalen Schifffahrtsindustrie mit mehreren extremen Spitzen im Zusammenhang mit Ölverschmutzungen.

Diese Studie trug dazu bei, einen potenziellen neuen direkten geochemischen Proxy für tropische Wirbelstürme und anthropogene Aktivitäten zu identifizieren, der aus datierbaren, hochauflösenden Korallenskelettarchiven in Küstenregionen gewonnen werden kann. Dieses Papier ist erschienen in Wissenschaft China Erdwissenschaften.