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深海科学与工程研究所
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研究进展
2017

海底冷泉环境中的铁驱动—甲烷厌氧氧化作用(Fe-driven AOM)

文章来源:  |  发布时间:2017-03-13  |  【打印】 【关闭

  

  甲烷厌氧氧化作用(AOM)是海洋中的一个重要的生物地球化学过程,消耗了海洋沉积物中绝大多数的甲烷,并影响着海底碳酸盐沉积体的形成。除了硫酸根和硝酸根等能作为电子受体以外,三价铁(Fe3+)也可以作为潜在的电子受体,驱动与铁还原耦合的甲烷厌氧氧化作用(Fe-driven AOM)。尽管已有少量实验室培养证据显示,Fe-driven AOM可能发生于自然界高甲烷沉积环境之中,但Fe-driven AOM 发生的地质化石记录从未被报道过。因而,学术界并不清楚这一过程对海洋沉积物中实际甲烷消耗(氧化)的重要程度。

    深海所彭晓彤研究员团队应用纳米离子探针(NanoSIMS)以及同步辐射X射线近边吸收谱等技术手段,对冲绳海槽海底冷泉区富铁碳酸盐烟囱体开展了系统研究,在微米尺度上获取了富铁碳酸盐烟囱体中硫同位素信息并判别了硫的来源,同时结合铁同位素和碳同位素的数据,从冷泉沉积环境中识别了由Fe-driven AOM过程形成的碳酸盐烟囱体,分析了Fe-driven AOM过程对碳酸盐烟囱体形成的影响,提出了海底冷泉区富铁碳酸盐烟囱体的形成模式。此项研究揭示了Fe-driven AOM过程对于海洋冷泉环境中甲烷氧化的重要性,表明在高铁输入的海域,Fe-driven AOM是阻碍沉积物中甲烷向上层水体扩散的另一道重要屏障。该研究成果最新发表在《Geochimica et Cosmochimica Acta(Peng et al., 2017),对于深入认识大陆边缘沉积物中甲烷的归宿和铁的生物地球化学循环过程具有重要的意义。 

  与铁驱动—甲烷厌氧氧化作用相联系的碳酸盐烟囱体形成模式(Peng et al., 2017) 

       

           供稿人:郭自晓

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