海洋沉积物碳循环过程数值模型的研究进展
徐思南1
吴自军2
张喜林3
孙伟香4
耿威3
曹红3
翟滨3
孙治雷3
1.中国地质调查局青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室,山东青岛 266237;同济大学海洋地质国家重点实验室,上海 200092;青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东青岛 2662372.同济大学海洋地质国家重点实验室,上海 2000923.中国地质调查局青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室,山东青岛 266237;青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东青岛 2662374.青岛市城市排水监测站,山东青岛 266002
摘要：海洋沉积物不仅是各种不同来源有机碳的重要埋藏场所,也是一个十分活跃的生物地球化学反应器,在全球海洋碳循环中扮演着重要角色.相对传统的地球化学测试和定性描述方法,数值模型可以突破时间和空间的限制,定量获取海洋沉积物中各个碳循环过程的反应速率及其通量,因此日益受到学界的重视.海洋沉积物有机质降解是驱动碳循环最为关键的生物地球化学过程,其释放进入周围孔隙水的溶解无机碳一部分可扩散至沉积物上覆水体,另一部分可与钙、镁等离子沉淀形成自生碳酸盐矿物.首先综述目前主要的3类沉积物有机质降解模型(离散性有机质降解模型、连续性有机质降解模型和Power模型)的建模过程及其在全球海洋沉积物有机质降解过程中的应用;接着从有机质降解相关的初级与次级反应出发,介绍沉积物中与有机质降解相关的地球化学过程反应速率模型的刻画方法,并从碳酸盐平衡体系和同位素质量平衡模式角度,探讨了沉积物有机质降解过程对自生碳酸盐形成及其碳同位素的影响;最后分析了当前阶段数学模型在描述有机质降解过程和自生碳酸盐形成中存在的问题和不足,并在此基础上展望未来亟需加强的研究要点,希企为深入理解海洋碳循环与全球气候变化相互反馈,建立可靠的海洋碳循环和生物地球化学预测系统提供有益的科学支撑.
关键词：海洋沉积物碳循环有机质降解自生碳酸盐形成数值模型海洋地质学
分类号：P734(海洋基础科学)
资助基金：国家自然科学基金(Nos.42176057)国家自然科学基金(42276059)国家自然科学基金(92358301)中国博士后科学基金(No.2023M741869)山东省博士后创新项目(No.SDCX-ZG-202302026)同济大学海洋地质国家重点实验室开放课题(No.MGK202418)
论文发表日期：2024-04-15
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 1431-1447 )
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