Mercury fluxes from volcanic and geothermal sources: An update

Abstract

We review the state of knowledge on global volcanogenic Hg emissions to the atmosphere and present new data from seven active volcanoes (Poás, Rincón de la Vieja, Turrialba, Aso, Mutnovsky, Gorely and Etna) and two geothermal fields (Las Pailas and Las Hornillas). The variability of Hg contents (c. 4-125 ng m-3) measured in gaseous emissions reflects the dynamic nature of volcanic plumes, where the abundances of volatiles are determined by the physical nature of degassing and variable air dilution. Based on our dataset and previous work, we propose that an average Hg/SO2 plume mass ratio of c. 7.8 × 10-6 (± 1.5 × 10-6; 1 SE, n = 13) is best representative of open-conduit quiescent degassing. Taking into account the uncertainty in global SO2 emissions, we infer a global volcanic Hg flux from persistent degassing of c. 76 ± 30 t a-1. Our data are derived from active volcanoes during non-eruptive periods and we do not have any direct constraint on the Hg flux during periods of elevated SO2 flux associated with large-scale effusive or explosive eruptions. This suggests that the time-averaged Hg flux from these volcanoes is even larger if the eruptive contribution is considered. Conversely, closed-conduit degassing and geothermal emissions contribute modest amounts of Hg.

Revisamos el estado del conocimiento sobre las emisiones globales de Hg volcanogénico a la atmósfera y presentamos nuevos datos de siete volcanes activos (Poás, Rincón de la Vieja, Turrialba, Aso, Mutnovsky, Gorely y Etna) y dos campos geotérmicos (Las Pailas y Las Hornillas). ). La variabilidad del contenido de Hg (c. 4-125 ng m-3) medido en emisiones gaseosas refleja la naturaleza dinámica de las columnas volcánicas, donde la abundancia de volátiles está determinada por la naturaleza física de la desgasificación y la dilución variable del aire. Basándonos en nuestro conjunto de datos y trabajos previos, proponemos que una relación promedio de masa de pluma Hg / SO2 de c. 7.8 × 10-6 (± 1.5 × 10-6; 1 SE, n = 13) es el mejor representante de la desgasificación inactiva de conducto abierto. Teniendo en cuenta la incertidumbre en las emisiones globales de SO2, inferimos un flujo de Hg volcánico global a partir de la desgasificación persistente de c. 76 ± 30 t a-1. Nuestros datos se derivan de volcanes activos durante períodos no eruptivos y no tenemos ninguna restricción directa sobre el flujo de Hg durante períodos de flujo elevado de SO2 asociados con erupciones efusivas o explosivas a gran escala. Esto sugiere que el flujo de Hg promediado en el tiempo de estos volcanes es aún mayor si se considera la contribución eruptiva. Por el contrario, la desgasificación de conductos cerrados y las emisiones geotérmicas aportan cantidades modestas de Hg.

Revisamos o estado do conhecimento sobre as emissões de Hg vulcanogênicas globais para a atmosfera e apresentamos novos dados de sete vulcões ativos (Poás, Rincón de la Vieja, Turrialba, Aso, Mutnovsky, Gorely e Etna) e dois campos geotérmicos (Las Pailas e Las Hornillas ) A variabilidade dos conteúdos de Hg (c. 4-125 ng m-3) medidos nas emissões gasosas reflete a natureza dinâmica das plumas vulcânicas, onde as abundâncias de voláteis são determinadas pela natureza física da desgaseificação e diluição variável do ar. Com base em nosso conjunto de dados e trabalho anterior, propomos que uma razão média da massa da pluma de Hg / SO2 de c. 7,8 × 10-6 (± 1,5 × 10-6; 1 SE, n = 13) é o melhor representante da desgaseificação quiescente de conduíte aberto. Levando em consideração a incerteza nas emissões globais de SO2, inferimos um fluxo de Hg vulcânico global a partir da desgaseificação persistente de c. 76 ± 30 t a-1. Nossos dados são derivados de vulcões ativos durante períodos não eruptivos e não temos qualquer restrição direta sobre o fluxo de Hg durante os períodos de fluxo elevado de SO2 associado a erupções explosivas ou efusivas em grande escala. Isso sugere que o fluxo médio de Hg desses vulcões é ainda maior se a contribuição eruptiva for considerada. Por outro lado, a desgaseificação por conduíte fechado e as emissões geotérmicas contribuem com quantidades modestas de Hg.