天然气水合物的上界面——硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面

【摘要】：定义了海域天然气水合物成矿带的上界面。指出在地球深部存在最原始的、从根本上不依靠光合作用来生存的生命系统。根据对ODP岩心样品中微生物数量的统计,海底以下沉积层中的生物数量可能占据全球原核生物总量的70%,其生物总碳量和地球表面所有植物的碳总量相当。地球内部如此巨大的生物总量应该在地壳中的气体分布等方面起着重要作用。甲烷在地壳层中广泛存在,并主要是微生物成因的。微生物产甲烷的途径主要有两个,一是二氧化碳还原,另一个是醋酸盐发酵。相应地,参与产甲烷的微生物菌群主要是产甲烷菌和食醋酸菌。甲烷在沉积层中的厌氧氧化是一个不争的事实。该过程发生在海底以下一个非常局限的区带,称为硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化区带。通常,这个区带很窄,仅为一个面,因此,硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化区带又称硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面。这是一个基本的生物地球化学界面,在功能上它起到屏蔽甲烷向海底和大气逸散的作用,是一个巨大的甲烷汇。甲烷的厌氧氧化同样是一个由微生物介导的过程,参与此过程的微生物主要是食甲烷古菌和硫酸盐还原菌。硫酸盐还原-甲烷厌氧氧化界面在海洋沉积层中一般深可达海底以下上百米,浅可至海底。此界面为天然气水合物的上界面,该界面以上没有甲烷水合物存在。 【作者单位】： 中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室;
【关键词】： 深部生物圈 甲烷来源 甲烷厌氧氧化 天然气水合物上界面
【基金】：“973”项目(2007CB411702) 国家自然科学基金项目(40776032) 中国科学院创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-211-01)
【分类号】：P744.4
【正文快照】： 天然气水合物实质上是一种水包气的笼形物,外形似冰。早在1810年,科学家就在实验室中合成了水合物,并开展了有关水合物合成条件、分子结构、物理性质等方面的研究[1]。20世纪30年代,石油工业在天然气管道中发现了这类物质,并把它们当作一种有害物质来对待,因为天然气水合物在

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