甲烷的厌氧氧化为全球海底产生的大量甲烷提供了一个重要的、限制性的屏障。本研究中提供了与甲烷氧化屏障深度相关的甲烷通量和海洋沉积物扩散控制降解的全球性地图和预算。新的预算结果表明，45-61 Tg甲烷每年被硫酸盐氧化，其中大约80％的氧化过程发生在大陆架沉积物中（<200米水深）。以厌氧氧化作为稳态扩散沉积物中甲烷的近似值，我们计算出海底全球有机碳通量中的3-4％转化为甲烷。我们进一步报道了扩散甲烷和硫酸盐—甲烷转化过程中的硫酸盐通量的全球失衡，与甲烷氧化屏障的相应深度没有明显的变化趋势。观察到的硫酸盐和甲烷之间的全球平均净通量比为1.4：1，这表明：平均来说，在海洋沉积物的硫酸盐甲烷转化过程中，硫酸盐—甲烷转化（STM）的甲烷通量仅占海硫酸盐消耗量的约70％。

SMT不仅代表天然的CH4屏障，同时也代表大多数电子受体耗尽的沉积深度，那里发酵有机物质的降解主要产生甲烷。因此，SMT深度最终控制着到达海底的有机物有多少可以被微生物转化为CH4。在本研究中，我们分析了来自740个地点（图1）的地球化学特征，这些地点覆盖了广泛的海洋环境。从这个数据库中，我们绘制了CH4氧化屏障的分布和大小，并建立了经验关系来估计海洋沉积物中CH4的全球产量。

SMT深度和全球预算的计算

通过图2c所示的沉降速率的幂函数计算每0.1°×0.1°网格单元中SMT的深度。对于深海沉积物，SMT的估算深度常常超过沉积在地壳上的沉积物总厚度。因此，对于每个网格单元，比较计算的SMT深度与NOAA提供的总沉积厚度。SMT的预测深度与观测值基本一致，其中84％的预测值与观测值的偏差小于一个数量级。

通过SMT深度的幂函数计算扩散SO42-和CH4通量（图2a，b）。在预测的通量中，79％（如果直接根据沉积速率估算为81％）和75％（如果直接根据沉积速率估算估算为75％）的CH4和SO42-预测值与观测值的偏差小于一个数量级。

（冯若燕 编译）

附图：观测到的全球经验关系

（a，b：SO42-（JSO 4，a）和CH4（JCH 4，b）的扩散通量对SMT与SMT深度之间的对数——对数关系曲线。C：SMT深度与沉降速率的关系。插图，SMT深度与总有机碳（TOC）埋藏通量之比。d：SMT的JSO4与JCH4之比（红色虚线表示1：1化学计量）。顶部插图，通量比的直方图，RJ = JSO4/ JCH4。底部插图，RJ随SMT深度变化的变化（黑色实线表示平均比例为1.4：1；灰色包络表示距离平均通量比为1的范围））