海底冷泉區的甲烷厭氧氧化作用研究獲進展

2020-11-25 中國科學院

　　甲烷厭氧氧化作用（AOM）是海洋中的一個重要的生物地球化學過程，消耗了海洋沉積物中絕大多數的甲烷，並影響著海底碳酸鹽沉積體的形成。除了硫酸根和硝酸根等能作為電子受體以外，三價鐵（Fe3+）也可以作為潛在的電子受體，驅動與鐵還原耦合的甲烷厭氧氧化作用（Fe-driven AOM）。儘管已有少量實驗室培養證據顯示，Fe-driven AOM可能發生於自然界高甲烷沉積環境之中，但Fe-driven AOM 發生的地質化石記錄從未被報導過。因而，學術界並不清楚這一過程對海洋沉積物中實際甲烷消耗（氧化）的重要程度。

　　中國科學院深海科學與工程研究所研究員彭曉彤團隊應用納米離子探針（NanoSIMS）以及同步輻射X射線近邊吸收譜等技術手段，對衝繩海槽海底冷泉區富鐵碳酸鹽煙囪體開展了系統研究，在微米尺度上獲取了富鐵碳酸鹽煙囪體中硫同位素信息並判別了硫的來源，同時結合鐵同位素和碳同位素的數據，從冷泉沉積環境中識別了由Fe-driven AOM過程形成的碳酸鹽煙囪體，分析了Fe-driven AOM過程對碳酸鹽煙囪體形成的影響，提出了海底冷泉區富鐵碳酸鹽煙囪體的形成模式。此項研究揭示了Fe-driven AOM過程對於海洋冷泉環境中甲烷氧化的重要性，表明在高鐵輸入的海域，Fe-driven AOM是阻礙沉積物中甲烷向上層水體擴散的另一道重要屏障。該研究成果最新發表於Geochimica et Cosmochimica Acta(Peng et al., 2017)，對於深入認識大陸邊緣沉積物中甲烷的歸宿和鐵的生物地球化學循環過程具有重要的意義。

 

與鐵驅動—甲烷厭氧氧化作用相聯繫的碳酸鹽煙囪體形成模式（Peng et al., 2017）

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　　中國科學院深海科學與工程研究所研究員彭曉彤團隊應用納米離子探針（NanoSIMS）以及同步輻射X射線近邊吸收譜等技術手段，對衝繩海槽海底冷泉區富鐵碳酸鹽煙囪體開展了系統研究，在微米尺度上獲取了富鐵碳酸鹽煙囪體中硫同位素信息並判別了硫的來源，同時結合鐵同位素和碳同位素的數據，從冷泉沉積環境中識別了由Fe-driven AOM過程形成的碳酸鹽煙囪體，分析了Fe-driven AOM過程對碳酸鹽煙囪體形成的影響，提出了海底冷泉區富鐵碳酸鹽煙囪體的形成模式。此項研究揭示了Fe-driven AOM過程對於海洋冷泉環境中甲烷氧化的重要性，表明在高鐵輸入的海域，Fe-driven AOM是阻礙沉積物中甲烷向上層水體擴散的另一道重要屏障。該研究成果最新發表於Geochimica et Cosmochimica Acta(Peng et al., 2017)，對於深入認識大陸邊緣沉積物中甲烷的歸宿和鐵的生物地球化學循環過程具有重要的意義。
 
與鐵驅動—甲烷厭氧氧化作用相聯繫的碳酸鹽煙囪體形成模式（Peng et al., 2017）

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