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(一)专题29:海底流体活动的现代过程与地质记录

 

 

      “海底流体活动的现代过程与地质记录源自五年前第四届“地球系统科学大会”周怀阳教授组织的海底下的海洋深海热液与冷泉专题,本届地球系统科学大会是该专题的第二次出场。专题围绕海底冷泉流体活动,聚焦甲烷渗漏所触发的跨圈层物质能量交换、微生物学与地球化学交叉融合以及微生物介导的元素耦合循环过程。专题特别关注海底冷泉流体活动在不同的海洋环境中会产生什么样的地质记录,以及这些记录记载了哪些关键的生物地球化学过程。

       2013蛟龙号首个试验性应用航次深潜考察南海北部活动冷泉,拉开了南海活动冷泉研究的序幕,自此才真正开始了从现代过程入手,研究沉积记录,并试图搭建从现代过程到沉积记录的桥梁。而随着活动冷泉在沉积学、地球化学、微生物学等学科方向的发展,地球系统科学概念的提出赋予活动冷泉研究新的内涵的同时,也为冷泉沉积记录研究指引了新的方向。

       本专题会共有六个报告,涵盖有冷泉活动的现代过程和沉积记录,更难能可贵的一些工作已经将现代过程与沉积记录联系起来。中科院南海所的金梦巧妙地利用了烟囱状碳酸盐岩可以连续记录流体活动演化过程的特点,发现富硫化氢环境下,高碳酸盐沉淀速率下反而显示出较大的镁同位素分馏,认为是硫化氢通过催化镁的脱水作用从而增大了碳酸盐形成过程中镁同位素的分馏程度,该研究为限定自然环境下自生碳酸盐形成过程中镁同位素的分馏机制提供了新的视角。中山大学的陈婷婷从冷泉流体活动过程形成的自生矿物(如碳酸盐和黄铁矿)的共生机制出发,强调冷泉流体活动过程中的碳-硫耦合过程,并试图建立基于冷泉流体活动的碳、硫元素和同位素示踪体系。中科院广州能源所的许兰芳报道了海马冷泉新发现的与冷泉流体活动有关的生物标志化合物,通过分析其可能的来源,指出此类化合物有望成为识别地质历史时期冷泉流体活动的新指标。青岛海地所的徐翠玲则将研究区域聚焦到冲绳海槽,冲绳海槽是地球上少有的几个同时发育冷泉和热液且二者可能存在显著物质和能量交换的区域,她通过分析两个深海极端环境共生区的流体演化过程,提出了盆地尺度上热液-冷泉区相互作用模式,这项工作深化了对西太平洋甚至全球范围内冷泉-热液两个极端环境系统甚至"流体-固体"耦合规律的认识。 中国地质大学(武汉)的岑越在其报告中指出有孔虫研究冷泉的优点在于连续记录,不足在于易受后期成岩作用的影响,开展具体研究的时候需要扬长避短,她在研究了安达曼海6 Ma以来甲烷渗漏时期的有孔虫记录中,发挥研究对象的优点,通过有孔虫的群落组成和碳氧同位素组成系统梳理了研究区可能的甲烷事件。最后,上海海洋大学的宫尚桂介绍了海马冷泉表层沉积物孔隙水硫酸根氧硫同位素研究,旨在创建基于硫酸根硫氧同位素评估过去甲烷通量的新方法,该工作为评估过去甲烷渗漏在地球表层系统中的作用提供了方法支撑。

       针对海底甲烷流体活动的现代过程和沉积记录,六个报告研究内容各不相同,然而大家均秉持一个共识:通过对冷泉的沉积记录研究,获取沉积记录所反映的生物地球化学过程和机制是揭示海底甲烷释放对海洋环境、全球碳硫循环影响的最有效方法之一。同时,越来越多的与会专家和代表认为在研究地球系统科学的许多关键问题时都需要将海底冷泉活动作为一个不可忽视的因素加以考虑。

冯东(上海海洋大学)

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