甲烷厭氧氧化作用(AOM)有效阻止海洋沉積物產(chǎn)生的甲烷擴(kuò)散進(jìn)入沉積物一水界面，一方面可以調(diào)控全球甲烷的收支平衡及緩解因大氣甲烷引起的溫室效應(yīng)；另一方面，由于AOM過程中硫酸鹽與甲烷共消耗，產(chǎn)生無機(jī)碳和揮發(fā)性硫，故也對(duì)海洋系統(tǒng)碳及硫的生物地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生重要的影響。 本文以珠江河口淇澳島—桂山島—南海沉積物為研究對(duì)象，通過分析沉積物有機(jī)質(zhì)、間隙水甲烷和硫酸鹽濃度、pH值和∑CO₂、以及甲烷和∑CO₂的碳同位素組成等在垂直剖面上的變化，證實(shí)了沉積物AOM的發(fā)生。AOM對(duì)間隙水硫酸鹽的消耗和∑CO₂產(chǎn)生有重要的貢獻(xiàn)作用，運(yùn)用PROFILE模型計(jì)算出QA11-2、QA12-9、QA12-14和GS四個(gè)站位AOM過程消耗的硫酸鹽占間隙水總硫酸損耗的比例為9.0％、84％、45.5％和92％，而產(chǎn)生的∑CO₂分別占間隙水總無機(jī)碳的4.7％、72.4％、29.45％和85.2％。 不同站位沉積物硫酸鹽—甲烷界面(SMI)分布深淺存在較大差異，從河口到深海，沉積物SMI埋藏深度逐漸變深。另外，利用放射性^3...

【文章頁(yè)數(shù)】：104 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 海洋沉積物甲烷的產(chǎn)生
    1.2 海洋沉積物甲烷的消耗—甲烷厭氧氧化
    1.3 本文的研究背景、目的及其研究方法
第二章 研究區(qū)環(huán)境背景
第三章 采樣及實(shí)驗(yàn)方法
    第一節(jié) 試劑及器材
    第二節(jié) 采樣方法
    第三節(jié) 分析測(cè)定方法
        3.1 沉積物孔隙度
        3.2 沉積物TOC、TN、TS以及有機(jī)碳碳同位素(δ¹³C-SOC)
        3.3 間隙水甲烷
        3.4 間隙水硫酸鹽
        3.5 間隙水甲烷碳同位素(δ¹³C-CH₄)以及無機(jī)碳碳同位素(δ¹³C-∑CO₂)
第四章 沉積物有機(jī)質(zhì)分布及來源
    第一節(jié) 沉積物有機(jī)質(zhì)分布特征
        1.1 沉積物TOC、TN垂直剖面分布
        1.2 沉積物TOC/TN比以及δ¹³C-SOC垂直剖面分布
    第二節(jié) 沉積物有機(jī)質(zhì)來源分析
        2.1 沉積物TOC、TN分布的影響因素
        2.2 沉積物TOC/TN比值、δ¹³C-SOC分布對(duì)有機(jī)質(zhì)來源的指示
    第三節(jié) 沉積物C/S及其地球化學(xué)意義初探
        3.1 沉積物TS以及C/S的垂直剖面分布
        3.2 C/S比的地球化學(xué)意義初探
第五章 沉積物甲烷厭氧氧化地球化學(xué)證據(jù)
    第一節(jié) 間隙水地球化學(xué)變化剖面
        1.1 間隙水甲烷和硫酸鹽濃度
        1.2 間隙是∑CO₂和pH
        1.3 間隙水甲烷和硫酸鹽擴(kuò)散通量
        1.4 沉積物AOM作用—間隙水地球化學(xué)證據(jù)
    第二節(jié) 沉積物間隙水甲烷和二氧化碳穩(wěn)定碳同位素證據(jù)
        2.1 間隙水δ¹³C-CH₄和δ¹³C-∑CO₂組成變化
        2.2 甲烷厭氧氧化作用的碳同位素證據(jù)
    第三節(jié) 沉積物甲烷厭氧氧化作用對(duì)間隙水硫酸鹽消耗和∑CO₂產(chǎn)生的貢獻(xiàn)
        3.1 甲烷氧化速率和硫酸鹽還原速率的計(jì)算方法
        3.2 甲烷氧化速率和硫酸鹽還原速率分布
        3.3 甲烷厭氧氧化作用消耗間隙水硫酸鹽及產(chǎn)生∑CO₂的貢獻(xiàn)
    第四節(jié) 沉積物甲烷—硫酸鹽界面分布深度
        4.1 沉積物甲烷—硫酸鹽界面的分布深度及其控制因素
        4.2 沉積物甲烷—硫酸鹽界面分布特征的地球化學(xué)意義
第六章 沉積物硫酸鹽還原及其對(duì)溫度變化的響應(yīng)
    第一節(jié) 沉積物硫酸鹽還原速率
        1.1 硫酸鹽還原速率的測(cè)定
        1.2 硫酸鹽還原速率的剖面分布
        1.3 沉積物硫酸鹽還原速率大小的影響因素
        1.4 硫酸鹽還原速率分布與甲烷厭氧氧化
    第二節(jié) 硫酸鹽還原速率對(duì)溫度變化的響應(yīng)
        2.1 實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)
        2.2 不同溫度下的硫酸鹽還原速率
第七章 海底系統(tǒng)甲烷—大西洋洋中脊 Logatchev 熱液區(qū)水柱中甲烷羽流的探測(cè)
    1 結(jié)果與討論
    2 結(jié)論
第八章 主要結(jié)論及下一步工作建議
    第一節(jié) 主要結(jié)論
    第二節(jié) 下一步工作建議
參考文獻(xiàn)
附錄:攻讀博士期間已發(fā)表和待發(fā)表論文
致謝



本文編號(hào)：3919543