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1 断层湖渗出深层气体分子种类及其对碳循环的贡献 2022-07-01

日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)海洋资源利用研究所生物地球化学研究中心与信州大学和东京大学大气海洋研究所合作,确定了从湖中活跃渗出的气体主要成分的分子种类,阐明了具有代表性的断层湖Lake Suwa的起源。 Lake Suwa是位于北美板块与欧亚板块交界处的糸鱼川静冈构造线上的断层湖,湖内多处确认有活跃的渗出气。这个“地质热点”在仲冬季节形成大洞,进而影响湖冰的非均质性。然而,对生物地球化学循环的总体认识(包括这些气体的主要成分和来源)以及它们在释放到地表水圈后的动力学,在很大程度上仍然是未知的。 在本研究中,研究人员专注于气体中存在的分子种类,并进行了精确的分子特异性稳定碳同位素比/放射性碳同位素比分析。这些结果表明,渗出气的主要成分是甲烷,它来源于深层碳。这些结果还涉及对以前未知的深层渗出气和地表水圈对碳循环的贡献进行定量评估。研究人员预计,通过评估来自深层地下的热流平衡和详细的化学通量数据,可以更好地了解这个“地质热点”的碳循环的整体情况,并阐明水生生态系统中的食物链。相关研究成果发表在美国化学学会出版的专业学术期刊《地球与空间化学》(ACS Earth and Space Chemistry)上。(傅圆圆 编译) 查看详细>>

来源:日本国立海洋研究开发机构 点击量:0

2 通过研究气体泄漏事件以降低海洋钻探风险 2022-07-01

1964年,位于德国北海的一次海洋钻探活动诱发了海底气体喷发活动。最初的钻孔目前已被封盖,但高压气体利用现有自然管道系统,在距离钻井平台400米的位置发生了泄漏喷发,这次喷发在海底留下了一个直径500米,深度38米的火山口,名叫“Figge Maar”火山口。在这一过程中,近500万吨的沉积物发生运移,采取控制气体泄漏的方案均以失败告终。几个星期后,泄漏逐渐减弱,直至今天,“Figge Maar”依然有气体排放,但排放强度很低,主要由生物甲烷组成。钻孔现场被废弃,且自然回填了沉积物,目前仍有12米深。 为了评估深入海底钻探的风险,需要准确了解地质结构,特别是气体的自然路径。来自亥姆霍兹基尔海洋研究中心(GEOMAR)、基尔大学地球科学研究所(CAU)、瑞典斯德哥尔摩大学、德国联邦地球科学与自然资源研究所(BGR)和瑞典大学的科学家首次调查了导致1964德国北海钻探气体喷发事件,相关研究成果于2022年6月23日发表在《地球科学、系统与社会》(Earth Science,Systems and Society)期刊上。 了解气体的自然运移路径,对于海底的安全开发至关重要。“Figge Maar”火山口的例子表明了解自然界系统的作用方式可以避免不必要的危险。基于对气体自然运移路径的理解,科学家们希望通过制定合适的战略方针,探索并监测大气二氧化碳位于海底的潜在储存点,为永久性的安全储存提出更精确的要求。虽然目前不存在井喷的风险,但也应该避免较小的、慢速的二氧化碳泄漏,以实现长期可持续存储。(刘思青 编译) 查看详细>>

来源:德国亥姆霍兹基尔海洋研究所 点击量:0

3 大白鲨可能导致巨齿鲨灭绝 2022-07-01

生活在2300万年至360万年前的巨齿鲨(Megalodon),是其生存年代的海洋顶级掠食者,最大身长可达20米。相比之下,如今最大的大白鲨的总长度也只有6米。已有很多研究讨论了巨齿鲨的灭绝,通常认为其饮食结构和饮食竞争是关键因素。 德国马克斯-普朗克进化人类学研究所开展的一项研究分析了全球现代和化石鲨鱼牙齿中的锌稳定同位素比率,包括巨齿鲨、现代和化石大白鲨的牙齿。这种新方法允许科学家研究动物的营养水平,从而推测动物食物链的范围。牙釉质(牙齿的高度矿化部分)的锌稳定同位素分析与牙齿胶原蛋白(牙本质中的有机组织)的氮同位素分析具有可比性,后者主要用于评估动物物质的消耗程度。然而,研究人员表示,在研究的时间尺度上,胶原蛋白没有被保存下来,因此传统的氮同位素分析是不可能的,但也首次证明,与饮食相关的锌同位素特征保存在鲨鱼牙齿化石的高矿化牙釉质中。 利用这种新方法,研究小组将中新世早期(2040万至1600万年前)和上新世早期(530万至360万年前)多个灭绝物种的牙齿锌同位素特征与现代鲨鱼的牙齿锌同位素特征进行了比较。结果发现锌同位素信号的一致性,这表明海洋食物网底部的锌同位素值可能存在微小差异,这是氮同位素研究的一个混杂因素。 随后,研究人员分析了上新世早期和中新世早期巨齿鲨以及同期和现代大白鲨的锌同位素比率,以调查这些标志性物种对过去生态系统和彼此的影响。结果表明,巨齿鲨及其祖先确实都是顶级捕食者,在食物链中处于高位。但真正值得注意的是,上新世早期鲨鱼牙齿的锌同位素值表明,早期大白鲨的营养水平和巨齿鲨有很大的重叠。这可能意味着这两种鲨鱼捕食的猎物至少有一些重叠。虽然还需要进行更多的研究,但这次研究结果似乎说明了巨齿鲨与上新世早期大白鲨具有饮食竞争关系的可能性。研究人员表示利用锌同位素研究数百万年来灭绝动物的饮食和营养生态是可行的,这种方法也可以应用于其他化石动物群,包括我们自己的祖先。(张灿影 编译) 查看详细>>

来源:美国科学促进会科学新闻eurekalert 点击量:0

4 世界上90%以上的海上浮油源自人类活动 2022-07-01

由中美两国科学家组成的研究团队绘制了海洋慢性油污的全球地图,发现超90%的浮油源自人类活动,这一比例远高于之前的估算,研究成果已发表在《科学》(Science)杂志上。该研究对以往关于海洋石油污染调查进行了更新,以前的调查估计,海洋中大约50%的石油污染来自人类活动,50%来自自然来源。研究人员表示,这次调查结果令人信服的地方在于,检测到浮油的频率是如此之高,这些浮油来自小规模排放物、船舶、管道、海底渗漏等自然来源,以及工业或人口产生含有浮油径流的地区。 浮油是海洋表面微观上很薄的一层油。海上大规模的石油泄漏是导致浮油的主要原因,但人类活动和自然来源也会广泛和持续地产生浮油。这些短暂的石油斑块不断地被风和洋流移动,而海浪又将它们分开,使得调查具有挑战性。为了找到并分析这些图像,研究团队利用人工智能对2014年至2019年间收集的56万多幅卫星雷达图像进行了检查,以确定慢性石油污染的位置、范围和可能的来源。即使是极少量的石油也会对构成海洋食物系统基础的浮游生物产生巨大影响。其他海洋动物(如鲸鱼和海龟)在浮出水面呼吸时接触到石油,也会受到伤害。卫星技术提供了一种更好地监测海洋石油污染的方法,尤其是在人类难以监视的水域。一个全球化图景可以帮助集中监管和执法,以减少石油污染。 研究人员发现,大多数浮油发生在海岸附近,大约一半的浮油在距离海岸25英里以内,90%的浮油在100英里以内。海上石油产量占慢性浮油的不到2%,但21条明显的高密度浮油带与航运路线相吻合。与全球其他地方相比,墨西哥湾石油平台附近的浮油相对较少,这表明美国水域石油平台运营商的监管、执法和合规减少了泄漏。如果能够吸取这些经验,并将其应用到全球浮油高度集中的地区,就能改善现状。(张灿影 编译) 查看详细>>

来源:美国佛罗里达州立大学 点击量:0

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