深海稀土資源作為全球戰(zhàn)略資源的重要組成部分，其形成機(jī)制與循環(huán)規(guī)律長期受到科學(xué)界關(guān)注。近期，一支科研團(tuán)隊通過系統(tǒng)性研究，首次證實深海稀土元素存在雙向循環(huán)模式，為理解這一特殊資源分布提供了全新視角。相關(guān)成果發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊，引發(fā)學(xué)界對海洋稀土循環(huán)機(jī)制的深入探討。

傳統(tǒng)認(rèn)知中，稀土元素主要通過鐵錳氧化物顆粒的吸附作用，從表層海水向深海沉積物遷移，形成"自上而下"的單向循環(huán)。然而，研究團(tuán)隊在對東南太平洋熱液活動區(qū)開展多維度采樣分析時發(fā)現(xiàn)，在海水-沉積物界面存在顯著的逆向過程：鐵錳氧化物在早期成巖階段會釋放吸附的稀土元素，使其通過孔隙水向上擴(kuò)散重新進(jìn)入海水體系。這種"自下而上"的循環(huán)模式與既有認(rèn)知形成重要補(bǔ)充。

進(jìn)一步分析顯示，不同海域的稀土循環(huán)特征存在顯著差異。大陸邊緣淺海區(qū)沉積物釋放的稀土元素量遠(yuǎn)高于深海遠(yuǎn)洋區(qū)域，導(dǎo)致后者成為稀土元素的重要儲庫。研究特別指出，熱液活動區(qū)的稀土循環(huán)強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，這主要歸因于熱液噴口釋放的鐵錳氧化物顆粒攜帶大量稀土元素。這些顆粒在沉積物表層（埋深小于2米）發(fā)生快速釋放，而深部沉積物中的稀土元素則保持相對穩(wěn)定。

該發(fā)現(xiàn)突破了以往對海洋稀土循環(huán)的單一認(rèn)知框架。科研人員通過對比熱液區(qū)與非熱液區(qū)的沉積物孔隙水?dāng)?shù)據(jù)，量化證實熱液活動可使稀土元素的海水輸入通量提升數(shù)個量級。這種差異主要源于熱液鐵錳氧化物顆粒的特殊性質(zhì)——其表面吸附的稀土元素在水巖界面更易解吸，而普通沉積物中的稀土元素則更多被固定在礦物晶格中。

研究團(tuán)隊強(qiáng)調(diào)，早期成巖作用對稀土元素循環(huán)具有決定性影響。在沉積物表層發(fā)生的氧化還原反應(yīng)、微生物活動等過程，會改變鐵錳氧化物的晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而調(diào)控稀土元素的吸附-釋放平衡。這種動態(tài)過程在熱液活動區(qū)尤為顯著，形成了獨特的稀土富集模式。該成果不僅完善了海洋稀土生物地球化學(xué)循環(huán)理論，也為深海稀土資源勘探提供了關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)。

據(jù)科研人員介紹，深海稀土資源開發(fā)面臨技術(shù)挑戰(zhàn)與生態(tài)風(fēng)險雙重考驗。新發(fā)現(xiàn)的循環(huán)機(jī)制有助于更精準(zhǔn)評估不同海域的資源潛力，特別是熱液活動區(qū)可能成為未來勘探的重點目標(biāo)。通過建立稀土元素通量模型，結(jié)合沉積物年代學(xué)數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對深海稀土資源形成歷史的追溯，為資源可持續(xù)利用提供科學(xué)支撐。