因半衰期较长，碘-129（¹²⁹I）在中生代海洋沉积物定年方面展现出显著优势。然而，¹²⁹I/¹²⁷I初始值的缺失一直阻碍着¹²⁹I在陆相沉积系统定年中的应用。研究发现，核前时代陆地环境中的碘同位素（¹²⁹I/¹²⁷I）组成十分离散。这些离散的分布是否具有规律性？可能受哪些因素主导？这些科学问题尚未被探索。

　　最近，多核素年代学与环境示踪团队通过对采集自阿根廷北（25^oS）、中（34^oS）、南部（55^oS）的三套新成土钻孔样品进行系统分析，研究了其中天然碘同位素组成的变化规律，探讨了可能的影响因素和机理。首先，基于¹⁴C测年和贝叶斯时-深年代模型，他们获得了三个钻孔过去15 Kyr以来的碳酸盐、TOC、C/N、磁化率、Rb/Sr等气候指标的变化记录（图1）。结果表明，三个剖面新成土的发育过程清晰记录了南美夏季风（SASM）和南半球西风（SWW）演化历史。之后，通过进一步比对他们发现，碘同位素与SASM或SWW强度存在显著的耦合变化关系，暗示了新成土发育过程中存在“低¹²⁹I碘”或“老碘”的输入（图2），而这个过程受到季风和西风的主导控制。于是，通过建立端元模型，并使用分析获得的碘同位素数据进行拟合分析，他们发现岩石风化是中低纬大陆沉积物中碘的主要来源，而早前认为的海洋碘贡献较为有限（≤34%，图3）。另外，南部钻孔的¹²⁹I/¹²⁷I整体高于另外两个钻孔，指示中高纬较弱的有效地磁刚度导致了较高的大气¹²⁹I产率，同时暗示了碘在大气中的经向扩散比之前认为的更加有限。这些发现明确了环境因素对约束陆相¹²⁹I/¹²⁷I初始值的重要性，为进一步探索陆相¹²⁹I年代学方法提供了新视角和理论依据。

　　图1 阿根廷新成土钻孔碘同位素与气候指标记录对比

　　图2 天然¹²⁹I/¹²⁷I与1/¹²⁷I分布指示了沉积物中“低¹²⁹I碘”的输入

　　图3 模拟所得海洋碘贡献量随流域风化岩石表观年龄的变化关系

　　该成果近期发表在Geophysical Research Letters（中科院一区 IF: 5.2）上。范煜坤副研究员为第一作者和通讯作者，侯小琳研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（42273027）、中科院先导项目（XDB40000000）和中国科学院青年创新促进会项目的联合资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1029/2023GL107811

　　Fan, Y., Cheng, P., Negri, A., Lan, J., Liu, X., Zhou, W., et al. (2024). Climate control of iodine isotopic composition evidenced by Argentine Entisols records. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL107811.