研究发现冰比水更能加速铁的溶解
瑞典乌默奥大学的一项新研究推翻了长期以来“冰冻环境会减缓化学反应”的普遍看法，揭示了北极河流变成橙色的原因。事实证明，相比于液态水，冰在释放常见矿物中的铁元素方面表现更为出色。
近年来，由于气温升高导致永久冻土大面积融化，北极地区的河流逐渐变成橙色。这种颜色主要源自局部矿物沉积中大量铁的释放。这些受影响的河流溶氧量更低，酸度更高，不利于野生动物的生存。
过去人们认为铁含量丰富的矿物沉积物被冰层封锁后，铁就不会释放。但乌默奥大学的最新研究发现，实际情况正相反：冰的作用比融化的冻土更能促进铁元素释放。研究显示，零下10摄氏度（14华氏度）的冰释放铁的效率高于4摄氏度（39.2华氏度）的液态水。
该项研究的共同作者Jean-François Boily指出：“这听上去或许有些违背直觉，但冰并不只是被动的冻结块。结冰过程中，冰晶之间会形成微小的液态水口袋。这些口袋就像化学反应器，使得相关化合物浓度剧增，酸性极强，从而能在低至零下30摄氏度的环境下与铁矿物发生反应。”
在此次实验中，研究人员考察了一种与土壤和沉积物混合的铁氧化物矿物——针铁矿（goethite），以及有机酸的作用结果。实验发现，冰冻条件下释放铁的效率超过液态水，并且反复的“结冻-融化”周期是释放铁元素的最高效方式。此外，他们还发现，淡水和微咸水（brackish water）能增强铁的释放，而海水则对释放有抑制作用。
论文第一作者Angelo Pio Sebaaly表示：“随着气候变暖，‘结冻-融化’周期将越来越频繁。每一次循环，都会让土壤和永久冻土中的铁释放到水体中。这将影响大范围地区的水质和水生生态系统。”
研究团队本次仅分析了在酸性环境（如矿区附近）下铁的释放情况，未来将进一步探讨冰对其他环境中铁溶解的影响。此研究成果对于环境科学家理解、乃至减缓橙色河流对野生动物造成的影响有重要意义。
该研究已发表在《PNAS》期刊上。
