图1 Ra四重奏在全球冰冻圈（海洋、陆地和大气）的水文动态概念图
理论案例研究：两个案例不同类型水体表现出显著的水化学差异和Ra活度变化，并显示不同的Ra供应与耗竭机制。改进后的Ra质量模型尝试用于指示湖泊冻结时间以及冰下地下水排放，同时揭示了冰川河流沿线地下水的补给动态（图2）。
图2. Ra四重奏在自然环境（a）、湖冰（b）和冰川起源河流情景（c）中的主要源汇机制。LGD和GR分别代表湖泊地下水排泄和地下水补给
全球尺度理论发现：包含案例分析在内的低224Ra/228Ra比值可能是非地下冰冻圈的重要特征（图3和图4），这一现象归因于多种过程，包括衰变、颗粒清除、地下水排放、上涌和冰川融水。相比之下，多年冻土中的Ra比值更为复杂，可能受到多样的水文地质条件和复杂采样方法的影响。
图3. 两个案例中不同类型水体的224Ra/228Ra比值。圆形符号代表冰川湖数据（案例 1），方形符号代表冰川起源河流数据（案例 2）。不同颜色的符号对应不同类型的水样，条形图代表不同水样的平均比值。灰色文本中的数字代表平均值
尽管Ra四重奏在海洋冰冻圈中的应用相对成熟，覆盖地下水排放、水体交换及组成-颗粒相互作用等方面，其在陆地和大气冰冻圈研究中的应用仍有待深入探索。本研究为冰冻圈中Ra同位素的初步应用提供全新视角，对应对当前气候变暖具有重要的理论与实践意义。
以上研究成果受国家自然科学基金（42172273）资助，近期发表在《Global and Planetary Change》期刊。论文第一作者为南开大学2022级博士生张锗，通讯作者为易立新教授。论文原文地址链接为：https://doi.org/ 10.1016/j.gloplacha.2024.104654.
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