南海神狐海域水合物发育区浅表层沉积物甲烷周转定量模拟

作者：胡廷苍; 张艳平; 胡钰; 罗敏; 陈多福^*

来源：海洋地质与第四纪地质, 2020, 40(03): 99-108.

DOI：10.16562/j.cnki.0256-1492.2019042401

• 天然气水合物发育区
• 甲烷周转
• 反应―运移模型
• DIC源汇
• 碳循环
• 南海

在天然气水合物发育区海底沉积物中甲烷厌氧氧化作用(AOM)是碳循环的重要组成部分。通过定量计算表层沉积物中甲烷迁移转化通量,可以更准确评估甲烷来源碳对沉积物碳库和海洋深部碳库影响。本文利用反应―运移模型对采集于南海神狐水合物发育区两个站位(SH-W19-PC、SH-W23-PC)采集的孔隙水SO42-、溶解无机碳(DIC)、Ca2+剖面进行拟合,同时对DIC碳同位素进行分析,确定近海底沉积物中的碳循环。研究显示两个站位孔隙水中SO42-和Ca2+浓度在剖面上随深度呈线性减少,DIC浓度随深度逐渐增加,其δ13CDIC值随深度逐渐降低至约-25‰,表明两个站位存在一定程度的AOM。模拟计算两个站位沉积物孔隙水溶解甲烷向上的通量分别为25.9和18.4 mmol·m-2 a-1,AOM作用产生的DIC分别占其总DIC量的70.7%和60%。由沉积物向海水中释放的DIC通量占DIC汇的约60%。因此,在天然气水合物发育区向海底渗漏甲烷大部分以DIC的形式进入上覆海水,这些具有极负碳同位素值的甲烷来源的DIC可能对局部深海碳库产生一定的影响。

• 单位
  中国科学院广州地球化学研究所; 同位素地球化学国家重点实验室; 上海海洋大学