论文部分内容阅读
随着全球气候变暖、海洋酸化，海洋生态环境受到强烈影响。前人研究指出通过地球化学反应，海洋沉积物对海洋酸化具有有效的缓冲作用，与此同时相关研究分析得出冰期比间冰期少的二氧化碳均沉积到海洋沉积物中，即海洋沉积物可能对冰期具有调节作用。海洋沉积物与海水的交界面是两者之间地球化学反应的门户，因此对海洋沉积物与上覆海水特征的相关分析研究具有重要的科学价值。 该研究在海洋学领域第一次展示了深海环境中大范围区域内(南海北部陆坡:＞300，000km2)的海洋沉积物孔隙水pH。从2000年到2011年间在水深范围为137-3702m的南海北部共获取了1192个沉积物柱状样。最长的柱状样深度达到11.9m，柱状样的平均深度为2.6m。研究证明: 1.深海区沉积物孔隙水pH空间变化较大。数据分析显示，pH最低(＜7.3)的位置位于海南岛南端，其上层水环境主要受夏季上升流及红河和珠江注入的淡水的影响。其他pH较低(主要区域7.3＜pH＜7.5)的区域位于两个地区:一个是珠江口正对着的海底峡谷区域，其沉积物部分来源于珠江，地震剖面数据显示这个区域在上个冰期是一个河流的三角洲区域。另一个pH较低区域位于台湾岛的西南部，这个区域表层海水受向北流动的黑潮暖流影响较多，此外来自台湾岛的河流的淡水注入对整个地区的海水特性也具有重要影响。pH最高的区域（≥7.5最高可达8.3）位于第四个区域，此区域沉积物受黑潮底层海流的侵蚀较为严重。 2.统计分析显示，表层沉积物的pH值和水深、表层沉积物温度以及碳酸钙含量具有较强的线性相关性。分析结果证实表层沉积物的pH值受上层海水特征影响明显。这说明，随着全球气候变暖引起的海水变暖将逐渐影响底层沉积物特性。 3.研究观测到沉积物孔隙水pH在11.5m范围内具有较大的水平和垂直变化。表层的沉积物(0.02-0.03m)孔隙水pH比底层的沉积物(0.05-11.5m)孔隙水pH要低，而且南海北部陆坡区东部的底层沉积物孔隙水比西部沉积物孔隙水pH要高。沉积物中沉积物孔隙水pH与氧化还原强度具有强烈的相关性(p＜0.001)。 4.研究显示在过去的200千年内的沉积物层中，前30千年的沉积物地层孔隙水pH增加较为迅速，说明这是一个地球化学活动较为活跃的沉积层，这一层基本位于海底以下2m范围内。论文研究结果显示，海洋底层沉积物成岩过程相对不均衡，而且古沉积环境仍然受到现代海洋环境的影响，这种影响主要是通过海水与沉积物的接触面的相互影响实现的。