白云凹陷東南部近海底溶解甲烷濃度變化及其對冷泉活動的指示意義.pdf

1、海底冷泉活動及其伴生的甲烷滲漏,是目前全球變化研究中的熱點問題。作為天然氣水合物的賦存標志及其分解釋放甲烷的重要途徑,冷泉活動在海水-沉積物界面引發(fā)了極為復(fù)雜的生物地球化學過程,并對全球碳循環(huán)和氣候變化產(chǎn)生重要影響。南海是全球重要的甲烷儲庫之一,其冷泉區(qū)的甲烷滲漏通量與變化過程無疑急待評估和量化。深入開展這方面的研究,對于深入理解天然氣水合物分解釋放對全球變暖的響應(yīng)及其反饋機制有重要的科學意義和應(yīng)用價值。
　　本文基于―深海海底邊

2、界層原位環(huán)境觀測系統(tǒng)(Benvir),于2012年9月在南海北部陸坡中段神狐海域白云凹陷水合物遠景區(qū)獲得的一系列原位觀測數(shù)據(jù),針對研究區(qū)海底甲烷滲漏強度,疑似冷泉活動區(qū)位置,海底甲烷滲漏強度變化及影響,海底生物地球化學環(huán)境對海底甲烷滲漏的響應(yīng)等科學問題進行了較深入的討論。取得了以下認識。
　　1.參考世界典型冷泉區(qū)近底層海水溶解甲烷濃度,將海底甲烷滲漏環(huán)境劃分為背景地區(qū)、低甲烷滲漏區(qū)、中甲烷滲漏區(qū)和高甲烷滲漏區(qū)四種。
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3、.深入研究了白云凹陷地區(qū)近底層海水中溶解甲烷濃度及其時序變化特征,認為本文研究區(qū)屬于中甲烷滲漏區(qū)。
　　3.揭示了溫度、壓力和鹽度變化對溶解甲烷濃度的影響,提出:(1)周期性的壓力變化(潮汐)是控制冷泉活動的因素之一,但由于白云凹陷水深較深,壓力對海底界面的影響較小。(2)溫度的變化會影響產(chǎn)甲烷菌和甲烷厭氧氧化菌的活性,進而影響水體中溶解甲烷濃度的變化。較壓力而言,近底層海水的溫度對沉積物中水合物穩(wěn)定性的影響較小,但對海水溶解甲烷

4、濃度的控制更為直接。(3)近底層物理化學環(huán)境的變化控制溶解甲烷的濃度的同時,影響了海水中離子濃度,引起了鹽度的變化,因此鹽度和甲烷的變化趨勢較相似。且鹽度可能會通過影響天然氣水合物的穩(wěn)定性來控制水體中溶解甲烷的濃度。(4)三者都不是影響近底層水體中溶解甲烷濃度變化的主要因素。
　　4.討論了近底層海水溶解甲烷濃度變化對生物地球化學環(huán)境的響應(yīng),認為海流或外來水團引起的二氧化碳、溶解氧濃度和pH值的變化,可能是控制近底層海水中溶解甲烷