Published February 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Investigating halogens and MSA in the Southern Hemisphere: A spatial analysis

Creators

  • 1. Ca' Foscari University of Venice
  • 2. British Antarctic Survey
  • 3. Australian National University
  • 4. University of Cambridge
  • 5. Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas
  • 6. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 7. Australian Antarctic Division
  • 8. University of Tasmania
  • 9. Institute of Arctic and Alpine Research
  • 10. University of Colorado Boulder

Description

Sub-Antarctic islands and Antarctic coastal regions provide valuable sites for investigating environmental processes in the Southern Ocean. The fact that these sites are situated within the sea ice zone underscores their significance in investigating the impact of sea ice on the chemical composition of the boundary layer. In this study we report multi-year average levels of marine aerosols, including bromine, sodium, methanesulphonic acid and iodine, measured in five firn cores collected from sub-Antarctic Islands and coastal Antarctic sites. The records are compared with published Antarctic records to explore the spatial distribution of these species in the Antarctic region and their relationship with sea ice variability. Being mainly sourced from sea-salt aerosols, sodium and bromine exhibit the largest concentrations in the sub-Antarctic region, with progressively reduced deposition from the coast towards the central Antarctic plateau. Due to its gas-phase chemistry, bromine is depleted with respect to sodium in the sub-Antarctic sites. Bromine emitted in the form of sea-salt aerosols undergoes multi-phase recycling in the lower troposphere and, together with gas-phase bromine emitted from sea ice, is likely to be transported away from the source, depositing in enriched concentrations in the plateau compared to the Br/Na sea-water mass ratio. Similarly to bromine and sodium, methanesulphonic acid and iodine are found in higher concentrations in the sub-Antarctic sites, especially where the ocean is sea ice-covered during spring as primary production is stronger than in the ice-free ocean. Sea-salt mediated recycling of gas-phase iodine enhances its atmospheric lifetime, delivering enriched iodine depositions to the Antarctic plateau. Depicting the spatial distribution of these elements is of great importance for understanding the processes delivering these impurities around Antarctica.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

توفر جزر أنتاركتيكا والمناطق الساحلية في أنتاركتيكا مواقع قيمة للتحقيق في العمليات البيئية في المحيط الجنوبي. وتؤكد حقيقة أن هذه المواقع تقع داخل منطقة الجليد البحري أهميتها في التحقيق في تأثير الجليد البحري على التركيب الكيميائي للطبقة الحدودية. في هذه الدراسة، نبلغ عن متوسط مستويات الهباء الجوي البحري لعدة سنوات، بما في ذلك البروم والصوديوم وحمض الميثان سلفونيك واليود، والتي تم قياسها في خمسة نوى أولية تم جمعها من جزر أنتاركتيكا الفرعية ومواقع أنتاركتيكا الساحلية. تتم مقارنة السجلات مع سجلات أنتاركتيكا المنشورة لاستكشاف التوزيع المكاني لهذه الأنواع في منطقة أنتاركتيكا وعلاقتها بتقلب الجليد البحري. كونه مصدرًا رئيسيًا من الهباء الجوي لملح البحر، يُظهر الصوديوم والبروم أكبر تركيزات في منطقة شبه القارة القطبية الجنوبية، مع انخفاض الترسب تدريجيًا من الساحل نحو هضبة وسط القارة القطبية الجنوبية. بسبب كيمياء المرحلة الغازية، يتم استنفاد البروم فيما يتعلق بالصوديوم في المواقع شبه القطبية الجنوبية. يخضع البروم المنبعث في شكل أيروسولات ملح البحر لإعادة تدوير متعددة المراحل في التروبوسفير السفلي، ومن المرجح أن يتم نقله بعيدًا عن المصدر، إلى جانب البروم في الطور الغازي المنبعث من جليد البحر، حيث يترسب بتركيزات مخصبة في الهضبة مقارنة بنسبة كتلة البحر إلى مياه البحر Br/Na. على غرار البروم والصوديوم، يوجد حمض الميثان سلفونيك واليود بتركيزات أعلى في المواقع شبه القطبية الجنوبية، خاصة حيث يكون المحيط مغطى بالجليد البحري خلال فصل الربيع حيث يكون الإنتاج الأولي أقوى منه في المحيط الخالي من الجليد. تعمل إعادة تدوير اليود في المرحلة الغازية بملح البحر على تعزيز عمره الجوي، مما يوفر ترسبات اليود المخصب إلى هضبة أنتاركتيكا. إن تصوير التوزيع المكاني لهذه العناصر له أهمية كبيرة لفهم العمليات التي تقدم هذه الشوائب حول القارة القطبية الجنوبية.

Translated Description (French)

Les îles subantarctiques et les régions côtières de l'Antarctique constituent des sites précieux pour étudier les processus environnementaux dans l'océan Austral. Le fait que ces sites soient situés dans la zone de glace de mer souligne leur importance dans l'étude de l'impact de la glace de mer sur la composition chimique de la couche limite. Dans cette étude, nous rapportons des niveaux moyens pluriannuels d'aérosols marins, y compris le brome, le sodium, l'acide méthanesulfonique et l'iode, mesurés dans cinq carottes de sapin recueillies dans les îles subantarctiques et les sites côtiers antarctiques. Les enregistrements sont comparés aux enregistrements antarctiques publiés pour explorer la distribution spatiale de ces espèces dans la région antarctique et leur relation avec la variabilité de la glace de mer. Principalement issus d'aérosols de sel de mer, le sodium et le brome présentent les plus fortes concentrations dans la région subantarctique, avec des dépôts progressivement réduits de la côte vers le plateau antarctique central. En raison de sa chimie en phase gazeuse, le brome est appauvri en sodium dans les sites subantarctiques. Le brome émis sous forme d'aérosols de sel de mer subit un recyclage multiphase dans la basse troposphère et, avec le brome en phase gazeuse émis par la glace de mer, est susceptible d'être transporté loin de la source, se déposant en concentrations enrichies dans le plateau par rapport au rapport massique Br/Na de l'eau de mer. Comme le brome et le sodium, l'acide méthanesulfonique et l'iode se trouvent à des concentrations plus élevées dans les sites subantarctiques, en particulier là où l'océan est recouvert de glace de mer au printemps, car la production primaire est plus forte que dans l'océan libre de glace. Le recyclage de l'iode en phase gazeuse par le sel de mer améliore sa durée de vie atmosphérique, fournissant des dépôts d'iode enrichis au plateau antarctique. La représentation de la distribution spatiale de ces éléments est d'une grande importance pour comprendre les processus qui livrent ces impuretés autour de l'Antarctique.

Translated Description (Spanish)

Las islas subantárticas y las regiones costeras antárticas proporcionan sitios valiosos para investigar los procesos ambientales en el Océano Austral. El hecho de que estos sitios estén situados dentro de la zona de hielo marino subraya su importancia en la investigación del impacto del hielo marino en la composición química de la capa límite. En este estudio informamos los niveles promedio plurianuales de aerosoles marinos, incluidos bromo, sodio, ácido metanosulfónico y yodo, medidos en cinco núcleos FIRN recolectados de las islas subantárticas y los sitios costeros antárticos. Los registros se comparan con los registros antárticos publicados para explorar la distribución espacial de estas especies en la región antártica y su relación con la variabilidad del hielo marino. Al provenir principalmente de aerosoles de sal marina, el sodio y el bromo exhiben las mayores concentraciones en la región subantártica, con una deposición progresivamente reducida desde la costa hacia la meseta antártica central. Debido a su química en fase gaseosa, el bromo se agota con respecto al sodio en los sitios subantárticos. El bromo emitido en forma de aerosoles de sal marina se somete a un reciclaje multifásico en la troposfera inferior y, junto con el bromo en fase gaseosa emitido por el hielo marino, es probable que se transporte lejos de la fuente, depositándose en concentraciones enriquecidas en la meseta en comparación con la relación en masa de agua de mar Br/Na. Al igual que el bromo y el sodio, el ácido metanosulfónico y el yodo se encuentran en concentraciones más altas en los sitios subantárticos, especialmente donde el océano está cubierto de hielo marino durante la primavera, ya que la producción primaria es más fuerte que en el océano libre de hielo. El reciclaje mediado por la sal marina del yodo en fase gaseosa mejora su vida útil atmosférica, entregando depósitos de yodo enriquecido a la meseta antártica. Representar la distribución espacial de estos elementos es de gran importancia para comprender los procesos que liberan estas impurezas alrededor de la Antártida.

Files

1-s2.0-S1352231023007057-main.pdf.pdf

Files (3.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0e56d8197b0800f8b9acdbc008f63505
3.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقيق في الهالوجينات و MSA في نصف الكرة الجنوبي: تحليل مكاني
Translated title (French)
Enquête sur les halogènes et les MSA dans l'hémisphère sud : une analyse spatiale
Translated title (Spanish)
Investigación de halógenos y MSA en el hemisferio sur: un análisis espacial

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389502399
DOI
10.1016/j.atmosenv.2023.120279

Is supplement to
https://openalex.org/W4248421102 (Other)
https://openalex.org/W4243260491 (Other)
https://openalex.org/W4239162476 (Other)
https://openalex.org/W4213207501 (Other)
https://openalex.org/W2594919197 (Other)
https://openalex.org/W2347469435 (Other)
https://openalex.org/W2083819654 (Other)
https://openalex.org/W2036295183 (Other)
https://openalex.org/W1975550343 (Other)
https://openalex.org/W1867751130 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1899439582
  • https://openalex.org/W1974652695
  • https://openalex.org/W1979321299
  • https://openalex.org/W2000046380
  • https://openalex.org/W2005346271
  • https://openalex.org/W2018249989
  • https://openalex.org/W2030328786
  • https://openalex.org/W2031778707
  • https://openalex.org/W2032376311
  • https://openalex.org/W2040914461
  • https://openalex.org/W2057454943
  • https://openalex.org/W2060683567
  • https://openalex.org/W2065731183
  • https://openalex.org/W2070264978
  • https://openalex.org/W2071231662
  • https://openalex.org/W2082505099
  • https://openalex.org/W2109940975
  • https://openalex.org/W2117254559
  • https://openalex.org/W2121292063
  • https://openalex.org/W2125753237
  • https://openalex.org/W2127017601
  • https://openalex.org/W2132475794
  • https://openalex.org/W2135787652
  • https://openalex.org/W2141633914
  • https://openalex.org/W2146814099
  • https://openalex.org/W2157139569
  • https://openalex.org/W2159225662
  • https://openalex.org/W2266174069
  • https://openalex.org/W2329596131
  • https://openalex.org/W2416506242
  • https://openalex.org/W2521560555
  • https://openalex.org/W2534303873
  • https://openalex.org/W2593970736
  • https://openalex.org/W2616446413
  • https://openalex.org/W2801196356
  • https://openalex.org/W2890543069
  • https://openalex.org/W2916433613
  • https://openalex.org/W2942888648
  • https://openalex.org/W2948671799
  • https://openalex.org/W2969632220
  • https://openalex.org/W2992993991
  • https://openalex.org/W3003450611
  • https://openalex.org/W3037623430
  • https://openalex.org/W3044296211
  • https://openalex.org/W3130467329
  • https://openalex.org/W3175773139
  • https://openalex.org/W3193846122
  • https://openalex.org/W3198218571
  • https://openalex.org/W3202633774
  • https://openalex.org/W4220655735
  • https://openalex.org/W4225337621
  • https://openalex.org/W4232513350
  • https://openalex.org/W4245134759
  • https://openalex.org/W4289518577
  • https://openalex.org/W4309905291
  • https://openalex.org/W4311152028
  • https://openalex.org/W4318218694
  • https://openalex.org/W4386712917
  • https://openalex.org/W4387501435