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摘要
海底甲烷渗漏在全球范围内普遍存在,是影响海洋碳循环和气候变化的关键环节.探明海底释放气泡的演化特性、甲烷溶解及气泡表面水合物形成动力学对理解海底渗漏甲烷的最终归宿至关重要.鉴于深海进入困难,本研究结合自研高压模拟装置和深海甲烷渗漏喷口气泡捕集实验,阐明海底原位条件下的甲烷连续渗漏特性.研究结果发现,甲烷气泡在水中的传质系数随泄漏甲烷通量的增加而线性增加,一旦水合物成核,大量溶解甲烷迅速形成絮状水合物,导致溶解甲烷浓度快速降至三相平衡浓度,并与水合物生成达成动态平衡.甲烷水合物的生成减缓了释放气泡的上升速度,表明水合物的形成是阻止甲烷输运至上层水柱的重要屏障.此外,海底的上边界可作为促进水合物形成的有效封盖,进一步增强甲烷的捕获和封存效果.本研究对理解海洋甲烷渗漏、甲烷循环及指导海洋水合物安全开发具有重要意义.
