Mercury isotope evidence for Arctic summertime re-emission of mercury from the cryosphere

• Published in: Nature Communications
• Main Authors: Araujo, Beatriz, Osterwalder, Stefan, Szponar, Natalie, Lee, Domenica, Petrova, Mariia, Pernov, Jakob, Ahmed, Shaddy, Heimbürger-Boavida, Lars-Eric, Laffont, Laure, Teisserenc, Roman, Tananaev, Nikita, Nordstrom, Claus, Magand, Olivier, Stupple, Geoff, Skov, Henrik, Steffen, Alexandra, Bergquist, Bridget, Pfaffhuber, Katrine, Thomas, Jennie, Scheper, Simon, Petäjä, Tuukka, Dommergue, Aurélien, Sonke, Jeroen
• Other Authors: Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Agricultural Sciences Zürich, Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology Zürich (ETH Zürich), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), University of Toronto, Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Melnikov Permafrost Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS), Aarhus University Aarhus, Environment and Climate Change Canada, Norwegian Institute for Air Research (NILU), University of Basel (Unibas), Institute for Atmospheric and Earth System Research (INAR), Helsingin yliopisto = Helsingfors universitet = University of Helsinki, European Project: 689443,H2020,H2020-SC5-2015-one-stage,ERA-PLANET(2016), European Project: 730938,INTERACT
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2022
• Subjects: Atmospheric chemistry; Element cycles; Mercury; [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; Arctic; Arctic Ocean; permafrost
• Online Access: https://hal.science/hal-03761752; https://hal.science/hal-03761752/document; https://hal.science/hal-03761752/file/s41467-022-32440-8.pdf; https://doi.org/10.1038/s41467-022-32440-8

International audience During Arctic springtime, halogen radicals oxidize atmospheric elemental mercury (Hg0), which deposits to the cryosphere. This is followed by a summertime atmospheric Hg0 peak that is thought to result mostly from terrestrial Hg inputs to the Arctic Ocean, followed by photoreduction and emission to air. The large terrestrial Hg contribution to the Arctic Ocean and global atmosphere has raised concern over the potential release of permafrost Hg, via rivers and coastal erosion, with Arctic warming. Here we investigate Hg isotope variability of Arctic atmospheric, marine, and terrestrial Hg. We observe highly characteristic Hg isotope signatures during the summertime peak that reflect re-emission of Hg deposited to the cryosphere during spring. Air mass back trajectories support a cryospheric Hg emission source but no major terrestrial source. This implies that terrestrial Hg inputs to the Arctic Ocean remain in the marine ecosystem, without substantial loss to the global atmosphere, but with possible effects on food webs.