中國科大研究揭示青海湖鋰循環過程和鋰同位素分餾機制

記者10月14日從中國科大獲悉，近日，中國科學技術大學肖益林教授團隊與青海省青海湖景區保護利用管理局、中國科學院青海鹽湖研究所、美國賓夕法尼亞大學以及南寧師範大學合作，系統測定了青海湖的水、沉積物和補給水的元素及鋰同位素組成，詳細解剖了湖水系統的鋰循環過程和鋰同位素分餾機制。研究成果發表於《應用地球化學》。

青海湖是中國最大的鹹水湖（4625平方公里），位於乾旱區、高寒區和季風區的交匯處，對於全球氣候變化十分敏感。同時該地區人口和農牧業活動少，人類活動影響可以忽略，因此青海湖可以很好地記錄青藏高原區域的古氣候信息。鋰同位素由於具備分餾大、不受生物作用影響等獨特優勢，被認爲是示蹤古氣候環境變化的良好工具。然而，在進行示蹤工作之前，必須解開湖泊水和沉積系統中鋰同位素分餾和元素循環的機制。

研究結果表明，湖水鋰濃度爲略微波動，主要受控於與氧化鐵或懸浮物的吸附作用影響，鋰同位素值則表現出顯著的均勻性。不同採樣點的湖泊沉積物礦物組成相差不大，與湖水之間的分餾高達千分之三十，主要是自生粘土形成所致，通過計算可以確定二者的平衡分餾係數爲0.973。

該研究建立了青海湖的鋰循環模型，模型顯示，青海湖現階段處於非穩態，鋰輸入略高於鋰輸出，在基於現階段氣候條件不變的情況下，湖泊的鋰儲量將逐漸上升，預計在1200年內達到穩定狀態，湖水的鋰同位素值將增加，直到6000年後達到千分之四十五。

研究人員介紹，該研究一方面加深了人們對封閉盆地內水系地球化學過程的理解，並對重建青藏高原古氣候環境歷史具有重要意義。另一方面，鑑於青海湖與海洋系統的高度相似性，也有可能爲海洋鋰同位素的演化提供見解，有助於加深人們對全球鋰循環的理解。（記者 汪喬）