Abstract The distributions of rare earth elements (REEs) were measured at 14 stations from 0 to 3365 m (n = 176) in the entire East Sea for the first time. The East Sea has its own deep-convection system, which operates on a time scale that is approximately one tenth that of the global ocean; it is also a downwind region of Asian dust. The vertical distributions of REE concentrations increased with depth, similar to those in the North Atlantic Ocean. However, the concentrations of REEs were 1.3–2.7 fold higher than those in the North Atlantic Ocean, associated with relatively larger atmospheric depositions of dust from the Asian continent. In this environmental condition, the removal of Ce relative to the other REEs was about an order of magnitude more efficient than that in the North Pacific Ocean. As such, in the deep layer below 750 m, large increases of heavy-REEs (HREEs) relative to light-REEs (LREEs), opposite to the re-mineralization trend, were observed suggesting that LREEs were preferentially re-scavenged by sinking particles. In addition, the boundary scavenging of REEs was also observed for all REEs in the bottom layer of the East Sea. On the other hand, the warm surface waters of REEs, Tsushima Warm Water (TWW) showed large fractionations, relative to the other water masses. This REE pattern traced the deep physical mixing proportions of TWW up to 750 m (∼10%). Thus, the unique distribution patterns of REEs in this sea illustrate the geochemical scavenging characteristics of REEs, which are concealed in the major oceans, as well as water mass mixing patterns in the upper ocean.

中文翻译：

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东海（日本海）稀土元素分布、行为和应用

摘要 首次在整个东海0~3 365 m（n = 176）14个站点测量了稀土元素（REEs）的分布。东海有自己的深对流系统，其运行时间尺度约为全球海洋的十分之一；它也是亚洲沙尘的下风区。REE浓度的垂直分布随深度增加，与北大西洋相似。然而，稀土元素的浓度比北大西洋高 1.3-2.7 倍，这与来自亚洲大陆的相对较大的大气尘埃沉积有关。在这种环境条件下，Ce 相对于其他 REE 的去除效率比北太平洋高一个数量级。因此，在 750 m 以下的深层，与再矿化趋势相反，重稀土 (HREE) 相对于轻稀土 (LREE) 大幅增加，表明轻稀土优先被下沉颗粒重新清除。此外，在东海底层的所有稀土元素中也观察到了稀土元素的边界清除现象。另一方面，相对于其他水团，REE 的温暖地表水、对马温水 (TWW) 显示出较大的分馏。该 REE 模式追踪了高达 750 m（~10%）的 TWW 的深层物理混合比例。因此，该海域稀土元素的独特分布模式说明了稀土元素的地球化学清除特征，它们隐藏在主要海洋中，以及上层海洋的水团混合模式。与再矿化趋势相反，观察到表明轻稀土优先被下沉颗粒重新清除。此外，在东海底层的所有稀土元素中也观察到了稀土元素的边界清除现象。另一方面，相对于其他水团，REE 的温暖地表水、对马温水 (TWW) 显示出较大的分馏。这种 REE 模式追踪了高达 750 m（~10%）的 TWW 的深层物理混合比例。因此，该海域稀土元素的独特分布模式说明了稀土元素的地球化学清除特征，它们隐藏在主要海洋中，以及上层海洋的水团混合模式。与再矿化趋势相反，观察到表明轻稀土优先被下沉颗粒重新清除。此外，在东海底层的所有稀土元素中也观察到了稀土元素的边界清除现象。另一方面，相对于其他水团，REE 的温暖地表水、对马温水 (TWW) 显示出较大的分馏。这种 REE 模式追踪了高达 750 m（~10%）的 TWW 的深层物理混合比例。因此，该海域稀土元素的独特分布模式说明了稀土元素的地球化学清除特征，它们隐藏在主要海洋中，以及上层海洋的水团混合模式。在东海底层的所有稀土元素中也观察到了稀土元素的边界清除。另一方面，相对于其他水团，REE 的温暖地表水、对马温水 (TWW) 显示出较大的分馏。这种 REE 模式追踪了高达 750 m（~10%）的 TWW 的深层物理混合比例。因此，该海域稀土元素的独特分布模式说明了稀土元素的地球化学清除特征，它们隐藏在主要海洋中，以及上层海洋的水团混合模式。在东海底层的所有稀土元素中也观察到了稀土元素的边界清除。另一方面，相对于其他水团，REE 的温暖地表水、对马温水 (TWW) 显示出较大的分馏。这种 REE 模式追踪了高达 750 m（~10%）的 TWW 的深层物理混合比例。因此，该海域稀土元素的独特分布模式说明了稀土元素的地球化学清除特征，它们隐藏在主要海洋中，以及上层海洋的水团混合模式。