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为了准确理解冷泉水体中甲烷气体的分布规律,综合运用单波束测深数据和冷泉水体流场数据,建立了冷泉气泡上升、溶解速率的定量反演方法,利用现场海试资料对反演方法进行了验证,并对海试区域的冷泉气体溢出、溶解通量以及冷泉水体的甲烷浓度进行了估算。计算结果表明,考察船航向与冷泉水体流向的差异会对声学探测结果产生影响,当航向与流向的夹角大于±60°时,声学成像中冷泉倾角的误差将超过50%。同时,冷泉气泡上升速率的衰减与溢出口水深显著相关,相关系数可达0.9,并且冷泉上升流对上升速率的提升效果明显。水合物稳定带的分布对冷泉气泡的收缩速率影响显著,稳定带内、外收缩速率的差异可达3～4倍。冷泉气体通量的计算结果表明,调查区域内冷泉的溢出强度整体较大,同时溶解通量与水深之间呈现明显的分段效应。根据冷泉气体溶解通量估算的冷泉水体甲烷浓度与色谱分析结果具有较好的一致性。相关研究有助于实现对冷泉水体中甲烷气体分布的定量评估,为潜在海底冷泉区的圈划和海域天然气水合物的调查提供技术支撑。 相似文献
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模拟深海热液口环境(最高压力40 MPa,最高温度350℃),对深海热液区的主要成分CO2、CH4及其混合物的水溶液在不同压力和温度条件下的拉曼光谱进行探测和分析,结果显示:常温低压下CO2水溶液的Fermi双峰分别位于1 384.9 cm-1和1 278.3 cm-1处,CH4的水溶液拉曼峰υ1位于2 912.1 cm-1处,均比其气相的拉曼频移小;常温下CO2和CH4水溶液的拉曼特征峰随压力(≤40 MPa)的变化均不明显;在40 MPa的压力下随着温度的升高(≤350℃),CO2水溶液的Fermi双峰分别向高波数区移动了约3.4 cm-1和7.0 cm-1,而CH4水溶液的拉曼峰υ1向低波数区移动了约3.1cm-1;混合后升温过程中CO2的双峰分别向高波数区移动了约4.3 cm-1和3.8 cm-1,CH4的特征峰υ1向低波数区移动了4.5 cm-1。说明在室温到350℃范围内温度的变化对CO2和CH4水溶液拉曼频移有影响,频移量与温度线性相关,而压力在≤40 MPa范围内的改变对拉曼频移影响不明显。 相似文献
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在富含甲烷水合物的海相冷泉沉积物中, 古菌厌氧甲烷氧化作用(anaerobic oxidation of methane, AOM)越来越受到人们的重视。目前普遍认为, AOM是由嗜甲烷古菌和硫酸盐还原菌共同调节的生物地球化学过程。16S rRNA基因分析表明, 包括AEME-1、AEME-2和AEME-3在内的多种甲烷古菌参与了AOM的过程, 它们广泛分布于全球大洋海底缺氧带。AOM过程与全球环境变化密切相关, 从深海底部冷泉区向上渗漏的甲烷气体, 绝大部分在穿透缺氧带沉积层过程中被甲烷氧化古菌所消耗, 有效减少了具有强烈温室效应的甲烷气体向大气的释放。对AOM生物地球化学过程的研究, 在认识冷泉系统碳酸盐的形成机理、控制强温室气体甲烷从海底的渗漏和开发可燃冰新能源等方面具有重要意义。 相似文献
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海底冷泉泄漏是全球碳循环过程中重要的一环,该系统分布的广泛性、机制的复杂性、与水合物资源的关联性及相关科学问题的重要性,使之成为海洋科学调查和研究的前沿领域.本研究评述了冷泉泄漏活动涉及到的几个碳循环问题,包括作为甲烷厌氧氧化反应(AOM)产物的碳酸盐在碳循环中的地位、大陆坡深源碳在冷泉泄漏中的贡献以及冷泉泄漏与金属矿产资源的关系等,藉此加深人们对该系统的理解.同时,本研究还介绍了在当前关于碳循环研究过程中,对海底冷泉探测常用的几种重要方法,包括以多波束探测气泡羽流,以坐底式探测器对冷泉泄漏活动进行原位、实时、持续地观测以及一系列近期开展的海底观测网计划.最后讨论了该领域未来发展的趋势及相关的重点问题,以期给相关研究提供一些有益的参考. 相似文献
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近23年的调查研究，使我们认识到分布于洋中脊、弧后盆地、岛弧和热点等环境的海底热液活动发育在多种围岩类型之上，包括超基性岩石、基性岩石、中性岩石、酸性岩石和沉积物。海底热液活动经历了岩浆去气作用、流体-岩石/沉积物相互作用和流体-海水混合，获取了岩浆、岩石、海水和沉积物的物质，构成了热液循环，产生了高温、低氧、高或低pH值、富含Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Hg、As等元素以及气体组分（甲烷、氢等）的喷口流体，影响了海水、沉积、岩石和生物环境，形成了热液柱、硫化物、含金属沉积物和蚀变岩石等热液产物，组成了海底热液系统。未来，促进海底热液活动探测技术和热液产物测试方法的发展，对海底热液区的岩石、喷口流体、热液柱、硫化物、含金属沉积物以及热液循环、生物活动的持续观测与研究，无疑将为人类探知海底地质过程及生命活动、保护海底热液环境和合理开发利用海底资源提供有力的工作支撑。 相似文献
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海底热液活动调查研究是深海进入、深海探测和深海开发的切入点之一。近十年来,中国在西太平洋弧后盆地、东太平洋海隆、大西洋洋中脊和印度洋脊,发现了一批新的海底热液活动区,围绕着热液活动区的硫化物、流体、热液柱、生物等热液产物开展了调查研究,构建了海底热液地质学,提出了热液活动、冷泉及天然气水合物的同源异汇假说,出版了《海底热液地质学》、《现代海底热液硫化物成矿地质学》、《现代海底热液活动》、《东太平洋海隆热液地质》专著,获得了一批调查研究成果。未来,聚焦海底热液活动的深部过程及其资源环境效应关键问题,发展海底热液活动探测技术,拓展极地海底热液活动调查研究新领域,围绕烟囱体、热液柱、含金属沉积物、流体以及热液区生物等热液产物,开展深入、系统的调查研究工作,无疑将推动海底热液地质学取得新的进展。 相似文献
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海底沉积物-水界面作为冷泉跨圈层活动最关键的界面，近年来已成为冷泉区碳循环研究调查的重点目标。为准确获取海洋沉积物-水界面的流体通量，客观重建界面环境过程，评估环境效应，必须发展一整套精确、高效、科学的水下原位甲烷通量测量技术。综述了当前海洋冷泉区沉积物-水界面甲烷通量研究的意义与价值，详细介绍了多种较为成熟的海洋沉积物-水界面甲烷原位通量测试技术工作原理、使用方法和优缺点等，如测试游离气泡态甲烷通量的渗漏帐篷、声学反射、时序影像等技术方法，原位溶解态甲烷膜脱气技术的甲烷传感器、激光拉曼光谱测量方法等，同时对全球该领域已经调查的地区、研究现状和进展进行了详细的介绍。最后从技术层面对这一研究领域未来的发展方向和趋势进行展望，以期为未来国内海洋冷泉区沉积物-水界面甲烷通量原位观测研究提供思路与方向借鉴。 相似文献
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目前世界上许多国家对海洋天然气水合物开展了调查和试开采,但是对水合物开发与海底甲烷渗漏之间的关系缺乏了解。本文依托我国第二次天然气水合物钻探航次(GMGS2),对GMGS2-16钻孔开展了两次钻后甲烷渗漏调查。第一次使用水下机器人(ROV)在该孔开钻之前、钻探过程中及完钻67天内进行了4次海底观察,其中开钻之前未发现海底甲烷渗漏,而在完钻后的两次海底观察中,发现大量气泡从废弃井口冒出。第二次使用船载多波束在该孔完钻18个月后开展水体调查,发现水体中存在火焰状的高回波强度,表明水体中存在气体羽状流,指示海底发生了甲烷渗漏。地震剖面显示该站位水合物赋存层下伏游离气,甲烷渗漏可能是由于钻探打通了海底与该游离气层,形成了甲烷气体运移的优势通道,造成海底甲烷渗漏。多波束水体数据显示甲烷气泡从海底溢出,在海面以下约650m处消失,表明甲烷气体在通过水体的过程中被完全溶解,因此,钻探导致的甲烷渗漏对大气的影响较小。未来随着井壁的坍塌以及水合物在井内的形成,气体运移的优势通道将会完全关闭,甲烷渗漏终止。 相似文献
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海底天然气水合物藏是天然的巨型碳储藏库,是深部甲烷等烃类气体运移至海底过程中暂时的碳储,是地球碳循环过程的重要一环。冷泉通常与海底天然气水合物藏分解密切相关,是深源或浅层气及水合物分解气在海底发生渗漏的现象。该文根据国内外天然气水合物及冷泉系统勘查的最新动向,综述了与水合物及冷泉流体渗漏相关的羽状流、运移通道、海底微地形地貌等要素的海底原位观测技术,主要包括：走航式及坐底式原位观测、海面及低空渗漏甲烷观测、海底可视化观测、与水合物及冷泉相关的海底观测网络等。综合使用原位观测技术可以更细致、全面地描绘水合物和冷泉系统的时空“景象”,更好地协助厘清海底渗漏甲烷的归趋,拓展人类对深海独特生命绿洲的认知。 相似文献
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《Oceanologica Acta》2002,25(5):227-241
ChEss is a recently-funded Census of marine life programme aimed at improving our knowledge of the biogeography of deepwater chemosynthetically driven ecosystems by promoting an international field phase of discovery and exploration. The main objectives are to assess and explain the diversity, distribution and abundance of hydrothermal vent and cold seep species. With the global mid-ocean ridge system extending ∼65 000 km, it is unlikely that its entire length would be examined in detail. The ChEss programme proposes to select a limited number of target areas chosen for the discovery of new vents and seeps. The intention is to identify the maximum scientific return that could be achieved from detailed investigation of the minimum number of sites at key locations. To narrow the field for exploration, a number of starting hypotheses and goals have been identified. A bio- and geo-referenced database for hydrothermal vent and cold seep species will be created. This database will be integrated with the Ocean Biogeographic Information System (OBIS). An international scientific committee will coordinate the programme, facilitate collaboration between participants, promote ship-time applications at national level and stimulate scientific innovation from a wider community. 相似文献
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基因组大小(或称C值)作为生物单倍体细胞中全套染色体的DNA总量,在一定程度上是恒定的,因而C值可以作为生物物种的一个特定参数。深海热液和冷泉为更好地理解C值与不同环境之间的关系提供了一个特征性的模型。本文采用流式细胞术,测定了来自热液和冷泉环境中的10种深海无脊椎动物的C值,其分布范围从0.87 pg到12.28 pg,其中,相比于软体动物和多毛类,甲壳生物基因组大小及变异均较大。对比热液和冷泉两个群落中共有种(深海偏顶蛤Bathymodiolus platifrons、柯氏潜铠虾Shinkaia crosnieri以及长角阿尔文虾Alvinocaris longirostris)的基因组大小,发现C值差异并不显著。同时,综合已有的数据,对深海化能极端环境与其他环境条件下的物种C值进行对比分析,结果显示深海化能极端环境下生物的基因组大小并没有发现明确的变化趋势。 相似文献
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Bathymodiolus属贻贝是广泛分布于全球深海冷泉和热液生态系统的优势种,在深海化能生态系统的物质循环和能量流动中起着重要作用。本文以我国南海北部冷泉的主要优势种平端深海偏顶蛤(Bathymodiolus platifrons)为研究对象,采用常规生化测定方法,研究了其主要生化成分和氨基酸组成的特征,并就特定组织中主要生化成分的含量与生活在热液区的平端深海偏顶蛤和近岸的远东偏顶蛤(Modiolus kurilensis)进行了对比。结果表明,南海冷泉平端深海偏顶蛤软体部含水量84.28%,粗蛋白含量7.18%,粗脂肪含量1.23%,糖类含量2.75%,与已报道的深海贝类组成相近。虽然主要生化成分含量在3种贻贝的鳃、外套膜、闭壳肌和消化腺4个组织中总体差异不大,但是冷泉平端深海偏顶蛤和热液平端深海偏顶蛤的外套膜糖类含量(25.20%、30.66%)显著高于远东偏顶蛤(6.97%,P0.05),这表明平端深海偏顶蛤的主要储存物质为外套膜中的糖类。在氨基酸组成上,冷泉平端深海偏顶蛤鳃中氨基酸总量为44.55%(干质量),外套膜中为34.83%(干质量),其中必需氨基酸分别占比41.73%和40.52%,总体与其他贝类相似。然而,在平端深海偏顶蛤中,与渗透压调节相关的甘氨酸和与硫代谢相关的牛磺酸含量较高,这与其适应深海高盐度高硫化氢浓度的环境相关。综上所述,南海冷泉平端深海偏顶蛤在常规生化组分和氨基酸组成上与近岸常见双壳类具有一定差异,这些差异与其特殊生境的关系还需要更加深入的研究。 相似文献
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Perrine Cruaud Carole Decker Karine Olu Sophie Arnaud‐Haond Claire Papot Jocelyn Le Baut Adrien Vigneron Alexis Khripounoff Nicolas Gayet Ccile Cathalot Jean‐Claude Caprais Patricia Pignet Anne Godfroy Marie‐Anne Cambon‐Bonavita 《Marine Ecology》2019,40(3)
This study provides an analysis of vesicomyid bivalve–symbiont community distribution across cold seep and hydrothermal vent areas in the Guaymas Basin (Gulf of California, Mexico). Using a combination of morphological and molecular approaches including fluorescent in situ hybridization (FISH), and electronic microscopy observations, vesicomyid clam species and their associated symbionts were characterized and results were analyzed in light of geochemical conditions and other on‐site observations. A greater diversity of vesicomyids was found at cold seep areas, where three different species were present (Phreagena soyoae [syn. kilmeri], Archivesica gigas, and Calyptogena pacifica). In contrast, A. gigas was the only species sampled across the hydrothermal vent area. The same haplotype of A. gigas was found in both hydrothermal vent and cold seep areas, highlighting possible contemporary exchanges among neighboring vents and seeps. In either ecosystem, molecular characterization of the symbionts confirmed the specificity between symbionts and hosts and supported the hypothesis of a predominantly vertical transmission. In addition, patterns of clams could reflect potential niche preferences for each species. The occurrence of numerous traces of vesicomyid movements on sediments in the sites colonized by A. gigas seemed to indicate that this species might have a better ability to move. Furthermore, variation in gill sulfur content could reveal a higher plasticity and sulfur storage capacity in A. gigas. Thus, the distribution of vesicomyid species across the chemosynthetic areas of the Guaymas Basin could be explained by differences in biological traits of the vesicomyid species that would allow A. gigas to more easily exploit transient and punctual sources of available sulfide than P. soyoae. 相似文献
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软体动物腹足纲分类学研究进展——从近海到深海 总被引：2，自引：0，他引：2
随着科学技术的不断进步和研究的不断深入,我国关于海洋的研究已由浅海逐步向深海发展,不断取得新的发现和认知。自2014年4月起,中国科学院海洋研究所依托先进的"科学"号海洋科学综合考察船,搭载"发现"号水下机器人（remotelyoperated vehicle,ROV）,先后对冲绳海槽热液区、南海冷泉区、雅浦海山区以及马努斯热液区等深海区域进行了综合性科学考查,采集到了大量深海腹足纲（Gastropoda）标本,其中有一些为未经发现和描述的新种,极大地推动了我国关于深海软体动物物种多样性研究,实现了深海环境和软体动物资源的新认知。本文对近年来从深海采集到的腹足类标本进行了整理分类,对其中的11属13种进行描述,并对深海特殊环境中腹足纲物种多样性进行了总结,对中国软体动物腹足纲从近海至深海的分类现状进行研究论述。 相似文献
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细菌通过趋化系统感知和响应外界环境变化并进行趋利避害, 因此很多细菌进化出了非常复杂多样的趋化系统以适应不同的生态位。Epsilon-变形菌广泛存在于自然界中, 能适应不同的生态环境, 特别是深海Epsilon-变形菌能适应深海热液口和冷泉等极端环境, 其趋化系统可能有其独特之处。通过BlastP和MIST数据库分析, 我们发现大部分深海Epsilon-变形菌拥有F3类型趋化系统且具有单拷贝的双功能域融合蛋白CheV。此外, 一种特殊结构域CZB (C-terminal Zinc-Binding) 存在于深海Epsilon-变形菌的趋化受体蛋白中, 而且在部分深海Epsilon-变形菌的趋化受体中还发现并鉴定了一种新的结构域CZB-like结构域。文章以Epsilon-变形菌的模式菌株空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni 81-176)为研究对象, 用细菌双杂交试验证实了CheV能与所有含MA结构域的趋化受体相互作用。用电感耦合等离子体质谱(ICP-Mass)技术证实了CZB-like结构域不能结合Zn离子, 但细菌双杂交试验证实它能介导趋化受体Tlp9与CheV的互作。 相似文献
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In July 1999, we conducted a side-scan sonar survey in the southeastern Mediterranean Sea, between 300- and 800-m water depths approximately 30 nautical miles from the Sinai Peninsula and Gaza Strip. Examination of the sonar imagery revealed numerous acoustic targets, each on the order of a few meters and surrounded by small depressions. Subsequent visual inspection of two of these targets by a remotely operated vehicle (ROV) revealed they were cold hydrocarbon seeps through which small bubbles of gas and shimmering fluids were emitted. Surrounding each cold seep were benthic communities of organisms. The ROV was used to gather video and still-camera imagery, map the surrounding microbathymetry, and collect samples of the seep structure and associated organisms. A sub-bottom profiler, which was attached to the ROV, was used to image the submerged structure of the second seep site. Further examination and analysis revealed that the seeps comprise hard deposits of calcium carbonate, and that the organisms are clams and polychaetes which are probably chemosymbiotic. The origin of the seep gas is hypothesized to be the natural decay of organic matter in the sapropel sediment, leading to the production of methane. Circulating fluids, which carry the dissolved gas through preferential pathways along small faults or bedding planes, percolate through the seafloor, precipitate calcium carbonate, release gas, and support the benthic organisms. 相似文献
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This research quantifies the rate and volume of oil and gas released from two natural seep sites in the Gulf of Mexico: lease blocks GC600 (1200 m depth) and MC118 (850 m depth). Our objectives were to determine variability in release rates and bubble size at five individual vents and to investigate the effects of tidal fluctuations on bubble release. Observations with autonomous video cameras captured the formation of individual bubbles as they were released through partially exposed deposits of gas hydrate. Image processing techniques determined bubble type (oily, gaseous, and mixed: oily and gaseous), size distribution, release rate, and temporal variations (observation intervals ranged from 3 h to 26 d). A semi-automatic bubble counting algorithm was developed to analyze bubble count and release rates from video data. This method is suitable for discrete vents with small bubble streams commonly seen at seeps and is adaptable to multiple in situ set-ups. Two vents at GC600 (Birthday Candles 1 and Birthday Candles 2) were analyzed. They released oily bubbles with an average diameter of 5.0 mm at a rate of 4.7 bubbles s−1, and 1.3 bubbles s−1, respectively. Approximately 1 km away, within the GC600 seep site, two more vents (Mega Plume 1 and Mega Plume 2) were analyzed. These vents released a mixture of oily and gaseous bubbles with an average diameter of 3.9 mm at a rate of 49 bubbles s−1, and 81 bubbles s−1, respectively. The fifth vent at MC118 (Rudyville) released gaseous bubbles with an average diameter of 3.0 mm at a rate of 127 bubbles s−1. Pressure records at Mega Plume and Rudyville showed a diurnal tidal cycle (24.5 h). Rudyville was the only vent that demonstrated any positive correlation (ρ = 0.60) to the 24.5 h diurnal tidal cycle. However, these observations were not conclusive regarding tidal effects on bubble release. 相似文献
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果蔬表皮农药残留关乎食品安全问题。本文以苹果为研究对象,应用表面增强拉曼光谱(SERS)技术,结合高灵敏度、便携的纳米检测棒,检测果蔬中常用农药倍硫磷和多菌灵,研究农药残留衰减规律,并对比研究不同方法对农药残留的去除效果。研究表明,基于GMA-EDMA多孔材料和金纳米颗粒制备的纳米检测棒,对苹果表皮残留的倍硫磷和多菌灵的最低检测浓度分别达0.10和0.05 mg/L,在低浓度范围内特征峰强度与浓度成良好的线性关系。苹果表皮两种农药残留量随时间成e指数衰减,衰减为e-1的时间常数分别约为1~2 d和4~5 d。不同清洗剂(清水、盐水、小苏打水、果蔬洗涤剂)对农药残留的清洗效果不同,淡盐水可提高农药残留清洗效率,清水清洗需要延长清洗时间才能达到相同效果。研究结果表明,纳米检测棒能有效提高果蔬农药残留的检测灵敏度和检测效率,结合便携式拉曼系统,可实现果蔬农药与淡盐水残留的快速、现场检测。 相似文献