全球气候变化背景下，极地海洋是最为敏感的区域之一。冰川（盖）加速融解、海冰退化等过程引起海洋环流和物质输运的变化，通过影响海洋生态系统的结构，作用于海洋生态系统功能和全球碳循环。痕量金属是生命的必需元素，其在海洋中的源汇格局直接作用于海洋初级生产，与全球元素循环和气候关联。痕量金属及其稳定同位素也是重要的示踪剂，可以用以示踪物理、化学和生命等关键海洋过程，正在不同时空尺度揭示海洋生物地球化学规律。本文将以极地海洋中铁和镉及其稳定同位素为例，可以是从小时-公里，到数百年-海盆的不同时空尺度的海洋生物地球化学过程。例如：在北极新奥尔松地区以铁和铁同位素甄别了冰川融水中的铁从冰川出口到入海前大量移除的机制是胶体移除；冰川融水进入峡湾后受潮汐和洋流情况影响，冰川融水来源的从王湾北岸向外海输送并携带接近地壳平均组成的铁同位素信号；北冰洋铁和镉稳定同位素可以甄别冰川起源陆源物质输送，楚科奇海对太平洋入流水的改造，以及北冰洋深层水潜在的磷酸盐的缓慢释放；随洋流特征铁的源汇格局的改变作用于罗斯海和阿蒙森海的浮游植物群落组成等，介绍了痕量金属在极地海洋中的生物地球化学。

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