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大尺度深海冷泉环境模拟承压结构大开孔补强技术研究
1
作者 张震 王永军 +3 位作者 魏子豪 张云 卞如冈 向杨君 《船舶力学》 北大核心 2025年第9期1435-1443,共9页
本文以某大尺度深海冷泉环境模拟承压结构为研究对象,系统性总结了适用于球壳开孔补强的主要设计计算方法,以21 MPa、φ5000 mm球壳为例,研究了开孔率为0.1~0.6条件下的基于等面积法、压力面积法、极限分析法的补强效果,定量分析了球壳... 本文以某大尺度深海冷泉环境模拟承压结构为研究对象,系统性总结了适用于球壳开孔补强的主要设计计算方法,以21 MPa、φ5000 mm球壳为例,研究了开孔率为0.1~0.6条件下的基于等面积法、压力面积法、极限分析法的补强效果,定量分析了球壳补强长度、接管补强长度对球柱接合区局部结构的应力分布影响规律,采用缩比模型进行了验证。研究发现:对于高压大开孔补强设计,相比于平齐补强,密集补强方法将补强金属集中于球柱接合区,所需的补强面积更小,更为经济;球壳、接管补强长度的增加均会有效降低交接处的应力集中系数,提高局部结构的极限强度并改变破坏形式,但接管长度的增加具有一定的边际效应,在具备制造可行性的前提下应尽量增加球壳补强长度;基于有限元方法的结构应力计算结果与实测结果较为吻合。 展开更多
关键词 深海 冷泉 承压结构 大开孔
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深海冷泉探测关键技术研究及应用
2
作者 梅赛 《测绘学报》 北大核心 2025年第3期584-584,共1页
冷泉是现代海底极端环境系统的重要组成部分,也是物质从岩石圈向外部圈层进行转移和交换的重要途径甚至中枢环节,是当前深海探测领域和与之相关的科学研究前沿领域之一。海底冷泉活动伴随着流体向上运移形成的羽状流是冷泉探测的主要对... 冷泉是现代海底极端环境系统的重要组成部分,也是物质从岩石圈向外部圈层进行转移和交换的重要途径甚至中枢环节,是当前深海探测领域和与之相关的科学研究前沿领域之一。海底冷泉活动伴随着流体向上运移形成的羽状流是冷泉探测的主要对象,目前可通过多道地震、地球化学、海底摄像等手段来发现深海中的冷泉羽状流,但这些方法难以满足大规模、高效率的勘测需求。 展开更多
关键词 海底冷泉 海底摄像 多道地震 地球化学 岩石圈 深海探测 极端环境 圈层
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海底甲烷冷泉特征与冷泉生态系统的群落结构 被引量：51
3
作者 陈忠 杨华平 +2 位作者 黄奇瑜 陆钧 颜文 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期73-82,共10页
海底冷泉及冷泉生态系统是现代海洋地质学和生物学研究的前沿领域,它提升了人类对深海资源的认识和利用,拓展了深海极端环境下生命的潜在界线。综述了海底甲烷冷泉的成因、冷泉喷发的类型及其特征,海底冷泉分布、形成的主要阶段(150—10... 海底冷泉及冷泉生态系统是现代海洋地质学和生物学研究的前沿领域,它提升了人类对深海资源的认识和利用,拓展了深海极端环境下生命的潜在界线。综述了海底甲烷冷泉的成因、冷泉喷发的类型及其特征,海底冷泉分布、形成的主要阶段(150—100Ma BP,42—28Ma BP和12Ma BP以来)以及指示海底冷泉系统的简要特征;综述了冷泉化能自养生态系统及其食物链构成和特征,专性种、潜在专性种和非专性种的生物组成及其特征,冷泉环境中有孔虫和轻小型底栖动物的主要变化;最后划分了我国近海的冷泉区(点)并简要介绍它们的分布和特征,为开展我国近海冷泉及其冷泉生物群落的调查和研究提供了基础资料。 展开更多
关键词 甲烷冷泉 冷泉生物 群落结构 冷泉生态系统 天然气水合物
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南海北部陆坡西部海域“海马”冷泉甲烷渗漏及其海底表征 被引量：17
4
作者 赵静 梁前勇 +8 位作者 尉建功 陶军 杨胜雄 梁金强 陆敬安 王建军 方允鑫 龚跃华 何雪宝 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期108-118,共11页
2015年3月"海马"号遥控无人潜水器(ROV)在南海北部陆坡西部海域首次发现活动冷泉,并命名为"海马"冷泉,此后中国地质调查局广州海洋地质调查局先后组织了3个航次,对"海马"冷泉开展进一步勘查和研究。本次... 2015年3月"海马"号遥控无人潜水器(ROV)在南海北部陆坡西部海域首次发现活动冷泉,并命名为"海马"冷泉,此后中国地质调查局广州海洋地质调查局先后组织了3个航次,对"海马"冷泉开展进一步勘查和研究。本次研究在综合分析4个航次调查数据的基础上,初步阐述"海马"冷泉的分布范围、地形地貌、生物群落、自生碳酸盐岩和流体活动等特征。总体而言,"海马"冷泉区地势平缓,气体渗漏现象非常发育,是以CH4为主要气体渗漏形成的活动冷泉区,且气体渗漏活动具有时空迁移性。气体碳同位素组成表明,海马冷泉区的CH4为混合成因气,且以微生物成因为主;"海马"冷泉区发育有多种类型的化能自养冷泉生物群落,冷泉区种类丰富,目前已报道了多个冷泉生物新种。这些发现为研究南海北部陆坡西部海域天然气水合物分解及其环境效应、冷泉生物生命起源与演化和南海与印度洋及太平洋物种迁移贯通等科学问题提供重要依据。 展开更多
关键词 “海马”冷泉 地形地貌 冷泉生物群落 冷泉碳酸盐岩 天然气水合物
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西湖凹陷冷泉亭地区断裂构造特征及演化 被引量：1
5
作者 伍亮 李昆 +3 位作者 周锋 谢春雨 唐大卿 张勇杰 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第1期31-43,共13页
冷泉亭地区是西湖凹陷重要的油气勘探区域,由于经历了多期构造运动,该地区断裂构造十分发育,并且对盆地的沉积构造演化及油气成藏具有重要控制作用。为揭示对冷泉亭地区新生界油气成藏具有关键控制因素的断裂构造特征及其发育机制,通过... 冷泉亭地区是西湖凹陷重要的油气勘探区域,由于经历了多期构造运动,该地区断裂构造十分发育,并且对盆地的沉积构造演化及油气成藏具有重要控制作用。为揭示对冷泉亭地区新生界油气成藏具有关键控制因素的断裂构造特征及其发育机制,通过对西湖凹陷平北冷泉亭地区最新三维地震资料的精细构造解释,系统研究了该地区的断裂构造类型、几何学特征及成因演化。结果表明:冷泉亭地区断裂以正断层和走滑断层为主,该区断裂发育数量众多且空间上具有明显的分区分层差异活动特征。受区域应力场影响,西湖凹陷冷泉亭地区断裂构造主要经历了5大阶段:(1)断陷期(古新统—平湖组下段沉积期),共出现3幕断层强扭张活动;(2)断拗转换期(平湖组中段—上段沉积期)大中型断层的继承性张扭活动;(3)初始拗陷期(花港组沉积期)主干断层的继承性弱扭张活动;(4)稳定拗陷期(玉泉组—柳浪组沉积期)西缘坡折带主干断层及冷泉亭主干断层继承性弱伸展活动;(5)区域沉降期(三潭组沉积期至今)剪切应力作用导致的西缘坡折带主干断层的微弱伸展活动。 展开更多
关键词 断裂构造 构造特征 成因演化 冷泉亭地区 西湖凹陷
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海底冷泉喷发状态智能识别分类研究——以海马冷泉区为例 被引量：1
6
作者 邴震 陈宗恒 +4 位作者 温明明 吕万军 陶军 叶俊聪 黄元铿 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第9期56-67,共12页
监测海底冷泉处渗漏的甲烷气泡流体对海洋研究及资源勘探开发至关重要。目前的冷泉研究主要使用遥控潜水器和自主潜航器等载体搭载声学和光学设备进行探测,但后期的数据分析和图像识别方面仍存在准确度不高的问题,亟需深度学习和智能判... 监测海底冷泉处渗漏的甲烷气泡流体对海洋研究及资源勘探开发至关重要。目前的冷泉研究主要使用遥控潜水器和自主潜航器等载体搭载声学和光学设备进行探测,但后期的数据分析和图像识别方面仍存在准确度不高的问题,亟需深度学习和智能判别。因此,本研究引入卷积神经网络(CNN)技术,用于海底冷泉喷发状态的智能识别和分类。通过结合海上调查获取的高质量视频资料和人工识别,计算气泡覆盖率指标(BCI),并利用这些数据建立基于ResNet模型的海底冷泉喷发图像的标定数据集。在琼东南盆地海马冷泉研究区的应用中,通过与标定结果的对比分析,该模型实现了高达98.9%的识别准确率,为数据分析和图像处理提供一种新方法,同时,也为海底冷泉现场智能决策和原位样品采集提供了可靠的支持。这种新方法可提升冷泉喷发图像的自动化处理效率,解决冷泉喷发状态识别难题,为冷泉环境评估、能源勘探开采提供辅助研判的基础。 展开更多
关键词 冷泉 喷发状态 卷积神经网络 残差网络 智能识别
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冷泉及冷泉生态系统研究概述
7
作者 李叶琦 黄少旭 《中学生物教学》 2025年第36期41-44,共4页
随着建设海洋强国发展理念的提出,海洋资源及海洋生态等得到广泛关注。以冷泉及冷泉生态系统为研究对象,通过对国内外相关的研究资料进行总结分析,综述了冷泉及其生态系统的形成、特征和生物多样性情况,以期为相关教学提供帮助。
关键词 冷泉 冷泉生态系统 海洋强国
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冷泉沉积物中的2,4,6-三溴苯酚降解菌群及其代谢特征 被引量：1
8
作者 匡文桢 张晓艳 +4 位作者 梁延鹏 于浩 谈天阳 章春芳 邓招超 《微生物学通报》 北大核心 2025年第12期5640-5658,共19页
【背景】2,4,6-三溴苯酚(2,4,6-tribromophenol,TBP)是一种典型的卤代有机污染物,具有环境持久性、生物毒性及可富集性,对海洋生态系统构成潜在威胁。冷泉环境中具有丰富的微生物资源,可能蕴藏着具有有机卤化物还原脱卤能力的功能微生... 【背景】2,4,6-三溴苯酚(2,4,6-tribromophenol,TBP)是一种典型的卤代有机污染物,具有环境持久性、生物毒性及可富集性,对海洋生态系统构成潜在威胁。冷泉环境中具有丰富的微生物资源,可能蕴藏着具有有机卤化物还原脱卤能力的功能微生物。【目的】鉴定冷泉沉积物中具有还原脱溴潜力的微生物类群,揭示其群落组成及代谢潜力,为进一步富集和分离冷泉还原脱卤微生物提供研究基础,也为卤代有机化合物的生物修复提供强有力的支持。【方法】本研究以TBP为电子受体,从4个不同深度的冷泉柱状沉积物中富集厌氧还原脱卤菌,并通过宏基因组学分析其微生物群落组成、还原脱卤基因rdhA的多样性及功能微生物的代谢特征。【结果】所有富集培养物均发生TBP脱溴现象,其主要优势菌门为假单胞菌门(Pseudomonadota)和芽孢杆菌门(Bacillota)。进一步研究发现沉积深度为150 cm(海底以下)的微生物降解效率较高,同时该培养物中的rdhA基因数目最多,并且丰度为其他3个培养物的8−12倍。宏基因组组装获得23个携带rdhA的高质量宏基因组组装基因组(metagenome-assembled genomes,MAGs),均隶属于芽孢杆菌门。通过GTDB数据库分析鉴定出多个未经培养验证的还原脱卤微生物。此外,基于10个高质量的非冗余的MAGs(完整度>90%)的代谢通路分析表明,这些脱卤菌普遍缺乏完整的钴胺素从头合成途径,但其均可通过钴胺素回收途径合成功能性钴胺素。【结论】总的来说,相关研究结果丰富了冷泉还原脱卤菌的分类与功能认知,并有助于深海微生物资源的开发和利用。 展开更多
关键词 2 4 6-三溴苯酚 冷泉 还原脱卤菌 宏基因组 代谢特征
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台湾冷泉中厌氧细菌的分离培养和多样性研究
9
作者 杨晓宇 张晓华 +1 位作者 王晓磊 史晓翀 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期95-106,共12页
针对目前台湾冷泉厌氧可培养细菌类群多样性的认知不足的现状,本研究旨在深入探究研究区域小尺度范围内可培养厌氧微生物多样性及分布规律。为此,本研究利用12种厌氧培养基,包括厌氧MA(2216E)、改良2216E(以下称为MA+、1/MA)、R2A、4种... 针对目前台湾冷泉厌氧可培养细菌类群多样性的认知不足的现状,本研究旨在深入探究研究区域小尺度范围内可培养厌氧微生物多样性及分布规律。为此,本研究利用12种厌氧培养基,包括厌氧MA(2216E)、改良2216E(以下称为MA+、1/MA)、R2A、4种SPG厌氧培养基、3种NMS以及DZJ培养基,对采集自台湾冷泉的沉积物、海水、动物样品中的厌氧菌进行富集、分离和培养,然后通过16S rRNA基因测序对分离纯化后的菌株进行分类鉴定。研究结果表明,台湾冷泉厌氧细菌具有较高的多样性,从台湾冷泉共分离鉴定厌氧菌375株,它们分属3个门(变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria))、29个属、49个种,其中γ-变形菌纲占绝对优势地位,优势类群包括弧菌属(Vibrio)、希瓦氏菌属(Shewanella)、肠杆菌属(Enterobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus)等。此外,还发现了15株(3种)潜在的海洋新菌。本研究还发现,不同培养基对不同类群的影响不同且程度各异,如MA(2216E)培养基对γ-变形菌纲分离培养效率较高,而SPG培养基在获得新菌方面具有优势。 展开更多
关键词 冷泉 可培养细菌 厌氧细菌 多样性 16S rRNA
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南海台湾冷泉区可培养细菌的多样性研究
10
作者 岳丽 李娟娟 +4 位作者 翟欣奕 王佳琦 卢慧莹 张晓华 于敏 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期175-184,共10页
南海冷泉由于其特殊的海洋环境特征蕴藏着大量独特的微生物资源。本研究聚焦南海台湾冷泉,旨在挖掘该冷泉环境中难培养细菌的资源,揭示其中可培养细菌的多样性。采用复苏固体培养基(FSPB)、复苏液体富集培养基(FSY)、SOB固体培养基(SOB)... 南海冷泉由于其特殊的海洋环境特征蕴藏着大量独特的微生物资源。本研究聚焦南海台湾冷泉,旨在挖掘该冷泉环境中难培养细菌的资源,揭示其中可培养细菌的多样性。采用复苏固体培养基(FSPB)、复苏液体富集培养基(FSY)、SOB固体培养基(SOB)、MMJS固体培养基(MMJS)和SPM固体培养基(SPM)5种培养基,对南海台湾冷泉不同样品中的微生物进行富集和分离培养,通过16S rRNA基因测序及系统发育分析鉴定菌株,比较分析分离自不同培养基及南海台湾冷泉不同样品的可培养细菌的多样性。本研究从南海台湾冷泉8个站位的海水、沉积物以及生物样品中分离鉴定菌株690株,这些菌株分属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的6个纲和39个属。变形菌门的γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)细菌占比最高,包含14个属,其中食烷菌属(Alcanivorax)为优势属。5种培养基中,仅MMJS和SPM分离获得4个门的细菌,FSPB和FSY未分离获得放线菌门细菌,SOB未分离获得厚壁菌门细菌。海水和沉积物样品中均能分离获得4个门的细菌,但生物样品中未分离获得厚壁菌门细菌。在纲水平上,γ-变形菌纲是三种样品中最丰富的细菌类群,其在海水样品中的相对丰度高于沉积物样品和生物样品。本研究利用5种不同的培养基,成功地从南海台湾冷泉中获得了大量可培养的海洋细菌,且不同培养基和培养手段展现出在分离海洋细菌上的异同。本研究为深入探究冷泉微生物的代谢特征及其在冷泉生态系统中的适应机制提供了菌株资源。 展开更多
关键词 南海 冷泉区 培养基 可培养细菌 多样性
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冲绳海槽冷泉区天然气水合物系统对气候变暖的多尺度响应
11
作者 徐思南 李世兴 +12 位作者 张喜林 耿威 曹红 翟滨 张栋 陈烨 徐翠玲 吕泰衡 周渝程 侯晓帆 吴自军 辛梅 孙治雷 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第6期93-102,共10页
冲绳海槽作为西太平洋活跃的弧后盆地,蕴藏大量天然气水合物资源,其分解驱动的甲烷泄漏对全球碳循环具有重要影响。本研究构建末次冰期至2100 AD冲绳海槽冷泉区底水温度时间序列,结合数值模型(水合物相态模型、稳定带分布模型、资源量... 冲绳海槽作为西太平洋活跃的弧后盆地,蕴藏大量天然气水合物资源,其分解驱动的甲烷泄漏对全球碳循环具有重要影响。本研究构建末次冰期至2100 AD冲绳海槽冷泉区底水温度时间序列,结合数值模型(水合物相态模型、稳定带分布模型、资源量经验模型),定量评估了底水温度上升与海平面变化对冲绳海槽冷泉区水合物稳定性的多尺度效应。结果表明:末次冰期(1.94±0.8℃)水合物稳定带深82.7±14.8 m,资源量0.17±0.03 Gt。末次冰期后,尽管海平面上升150 m产生的静压力补偿了约60%的底水温度上升对水合物稳定性的影响,但底水温度上升2.1±0.4℃,引发了水合物分解,水合物资源量降至0.14±0.02 Gt(1985年)。近几十年来,随着全球变暖趋势的加剧,冲绳海槽冷泉区底水温度从3.5±1.09℃升至4.5±0.82℃,水合物稳定带深度缩减约3.3 m,水合物资源量衰减21%。结合全球气候模型,发现当前阶段至2100 AD研究区内底水温度将进一步提升到6.6±0.93℃,稳定带深度缩减至61.6±4.8 m,资源量降至0.05±0.01 Gt。本研究揭示气候变暖下冲绳海槽水合物分解的响应机制,强调其作为区域碳源对全球收支的潜在贡献,为气候模型优化与生态风险评估提供关键约束。 展开更多
关键词 碳循环 冷泉甲烷泄漏 水合物稳定带 气候变暖 冲绳海槽
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海马冷泉硫营养型宏生物的营养策略及意义
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作者 张翼 王楠 管红香 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第6期117-128,共12页
冷泉双壳类通过与化能合成细菌共生获得营养。冷泉宏生物软组织生物标志物及其碳稳定同位素组成能够揭示其碳源、营养策略及与共生菌的相互关系。从现代环境中冷泉双壳类及其共生菌的脂质生物标志物中获取的信息对于解释岩石记录中的数... 冷泉双壳类通过与化能合成细菌共生获得营养。冷泉宏生物软组织生物标志物及其碳稳定同位素组成能够揭示其碳源、营养策略及与共生菌的相互关系。从现代环境中冷泉双壳类及其共生菌的脂质生物标志物中获取的信息对于解释岩石记录中的数据至关重要,因为在岩石记录中,大多数生物学方法并不适用。本文以采自海马冷泉的Acharax sp.、Bathymodiolus aduloides和Archivesica marissinica为研究对象,分析其软组织碳同位素、生物标志物。研究结果表明,3种冷泉双壳类鳃和足均含有大量的饱和脂肪酸、单/多不饱和脂肪酸(MUFAs/PUFAs)、脂肪醇和甾醇类化合物。其中,鳃组织中C_(16:1ω7)、C_(18:1ω7)和C_(18:1ω9)的含量远高于足,其δ^(13)C值分别为–35.2‰~–30.8‰(Acharax sp.)、–46.2‰~–45.7‰(B.aduloides)和–42.9‰~–31.0‰(A.marissinica)。3种冷泉双壳类软组织均不含有ω8脂肪酸和4–甲基甾醇类化合物,表明Acharax sp.、B.aduloides和A.marissinica的营养方式为与硫氧化菌共生。另外,冷泉双壳类的足中生物标志物及动物合成的多不饱和脂肪酸(C_(20:2))与共生菌脂肪酸具有接近的δ^(13)C值(–44.5‰~–35.3‰),表明宿主营养主要来源于体内的共生菌或至少通过此途径获取大部分的碳。本研究利用脂质生物标志物和化合物特异性碳稳定同位素组成,研究了南海3种冷泉双壳类的碳同化途径、营养状态以及宿主和共生菌之间的关系,是研究不同冷泉宏生物的碳利用和共生机制的关键。 展开更多
关键词 南海冷泉 化能合成 共生 脂质生物标志化合物 稳定碳同位素
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冷泉沉积物关键金属元素体系对成岩环境的指示
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作者 张智超 贺治伟 +2 位作者 苗晓明 王虎 李江涛 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第4期155-167,共13页
冷泉活动是海底甲烷渗漏的重要表现形式,对全球碳循环和海洋极端环境的地球化学过程具有重要意义。利用冷泉沉积物中的金属元素体系重建早期成岩环境是理解冷泉区生物地球化学过程、揭示甲烷渗漏活动特征与历史演变的重要途径。本文系... 冷泉活动是海底甲烷渗漏的重要表现形式,对全球碳循环和海洋极端环境的地球化学过程具有重要意义。利用冷泉沉积物中的金属元素体系重建早期成岩环境是理解冷泉区生物地球化学过程、揭示甲烷渗漏活动特征与历史演变的重要途径。本文系统阐述了冷泉环境中关键金属元素体系(Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、As、Hg、Mo、W、U、Ba及REE)的生物地球化学行为,并梳理了其代表性指标在冷泉研究中的应用。现有研究主要聚焦于两类科学问题:揭示甲烷渗漏主导的复杂氧化还原条件演变,以及示踪与冷泉系统紧密相关的生物地球化学过程(特别是微生物代谢活动)。研究强调,冷泉系统不同成岩过程的多重影响使得单一元素指标的应用存在局限性,多指标综合应用与地质背景的精细分析对准确解读冷泉环境信息至关重要。未来研究应重点关注高分辨率原位微区分析技术以及金属稳定同位素体系的应用。 展开更多
关键词 冷泉 甲烷厌氧氧化 关键金属元素体系 生物地球化学循环 早期成岩
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酸化条件对冷泉双壳类壳体微量元素的影响实验研究
14
作者 李俊华 王旭东 +1 位作者 梁前勇 冯东 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第6期215-226,共12页
海洋酸化通过影响双壳类壳体的稳定性,显著干扰其记录的地球化学信息,进而影响海洋古环境重建的可靠性。为揭示酸化条件下冷泉区双壳类壳体溶解特征,本研究以南海海马冷泉广布性蛤类(Archivesica marissinica)与贻贝(Gigantidas haimaen... 海洋酸化通过影响双壳类壳体的稳定性,显著干扰其记录的地球化学信息,进而影响海洋古环境重建的可靠性。为揭示酸化条件下冷泉区双壳类壳体溶解特征,本研究以南海海马冷泉广布性蛤类(Archivesica marissinica)与贻贝(Gigantidas haimaensis)为研究对象,设计了一系列梯度酸化实验(pH=2、4、6、7、8和10),系统考察壳体溶蚀动力学及元素损失规律,并对比壳体腹部、背部及尾部等不同部位的差异性溶蚀响应。结果表明,壳体质量损失与酸化强度呈显著正相关,极端酸性(pH=2)条件下壳体质量损失率达70%,中性至碱性条件(pH≥7)质量损失仅0~2%。元素损失规律呈明显pH依赖性,Ca、Mg、Sr等元素损失速率随酸化加剧而递增,且与Ca^(2+)浓度呈显著正相关(Mg:R^(2)=0.76;Sr:R^(2)=0.97;Ba:R^(2)=0.78)。物种间及同一物种不同部位的抗酸化能力存在显著差异,蛤类壳体抗酸化溶蚀能力显著高于贻贝,壳体腹部区域的抗酸化能力在两种物种中均表现最强。研究结果明确了壳体微量元素信号保存的酸化阈值,揭示了不同物种及不同部位的抗酸化差异性机制,为提升冷泉生态系统古环境重建的精确性与可靠性提供了重要的理论依据。 展开更多
关键词 海洋酸化 冷泉 双壳类 微量元素 溶解
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应用HCR-FISH技术研究冷泉沉积物中甲烷厌氧氧化古菌的生存状态
15
作者 何茂雨 王景 +1 位作者 李思翰 梁乐文 《海洋学研究》 北大核心 2025年第1期22-33,共12页
甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane,AOM)过程是冷泉沉积物中元素循环过程的重要一环。该反应一般由甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)和硫酸盐还原细菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)共同完成,两... 甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane,AOM)过程是冷泉沉积物中元素循环过程的重要一环。该反应一般由甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)和硫酸盐还原细菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)共同完成,两者通常以共生体的方式存在。然而目前尚未获得ANME纯培养菌株,且其缓慢的代谢阻碍了对其代谢特征、协同作用机制的进一步探索和研究。本文通过杂交链反应-荧光原位杂交技术(hybridization chain reaction-fluorescence in situ hybridization,HCR-FISH)并结合16S rRNA基因高通量测序结果,调查了南海Formosa冷泉(简称F冷泉)黑色菌席区域不同深度沉积物中ANME群落组成情况及存在状态。结果显示,ANME-1和ANME-2为F冷泉沉积物中的主要ANME类群,其中,ANME-2和SRB以菌团聚集体的方式存在,而未发现ANME-1类群与细菌成团的情况。这表明ANME-2多与SRB共生进行AOM过程,并且暗示ANME-1与ANME-2存在不同的生理功能和甲烷代谢机制。另外,在所有层位的沉积物样品中,ANME-2/SRB菌团直径主要集中在3~10μm之间。相关性分析表明,菌团直径分布与沉积物中硫酸盐浓度等环境因子显著相关,指示冷泉环境因子对ANME SRB菌团生长的影响作用。此外,通过HCR-FISH技术进一步发现,在F冷泉沉积物中存在多个排列整齐、大小均匀的菌团连接形成的菌团簇,这种特殊结构暗示菌团间可能存在着联系或合作关系。本研究揭示了F冷泉不同深度沉积物中ANME类群的存在状态及共生菌团的大小和分布规律,为进一步揭示不同ANME类群在原位冷泉沉积物中的甲烷代谢机制和生态功能提供了基础。 展开更多
关键词 冷泉 沉积物 ANME SRB AOM 微生物共生体 HCR-FISH
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深海冷泉热液系统共生宏生物生物标志物研究及思考
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作者 陈杨 管红香 李三忠 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第6期80-92,共13页
深海冷泉与热液是两类典型的化能生态系统,孕育了特殊的宏生物群落,包括贻贝、蛤类和管虫等大型无脊椎动物,这些宏生物普遍与体内共生的化能细菌形成共生关系,通过细菌氧化甲烷或硫化氢等还原性化合物来固定碳,为宿主提供主要营养来源... 深海冷泉与热液是两类典型的化能生态系统,孕育了特殊的宏生物群落,包括贻贝、蛤类和管虫等大型无脊椎动物,这些宏生物普遍与体内共生的化能细菌形成共生关系,通过细菌氧化甲烷或硫化氢等还原性化合物来固定碳,为宿主提供主要营养来源。由于冷泉和热液环境在地质条件上的差异,宏生物体内的生物标志物既呈现出共性又存在显著的差异。本文系统综述了两类生态系统中典型共生宏生物中脂类、氨基酸及其他非脂类生物标志物的共性和差异:两类生态系统下的共生宏生物均具有典型的“化能自养”代谢特征,又在脂类、氨基酸等生物标志物组成上出现显著差异,这种共性与差异直接反映了共生菌类型和宿主适应策略的差异,体现了不同化能共生模式下宏生物的代谢适应机制。通过综述冷泉与热液环境下宏生物生物标志物的最新研究成果,阐述了不同共生模式下宏生物的代谢适应策略及其地质意义。然而,目前针对冷泉与热液宏生物中生物标志物异同的系统性比较仍较为不足。本研究基于现有成果,总结两类环境中宏生物生物标志物的差异性,并提出未来研究中可通过高分辨率代谢组学、多组学数据整合分析和分子化石研究等方法扩展标志物体系,谱写新的研究篇章。 展开更多
关键词 冷泉 热液 宏生物 生物标志物 化能合成共生关系
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海马冷泉区微地震信号主成分及频率衰减特征分析
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作者 聂冰 王祥春 +1 位作者 吴志宇 王伟巍 《海洋地质前沿》 北大核心 2025年第1期70-80,共11页
海底冷泉作为一种由流体喷溢引发的地质现象,在日趋进步的海洋勘探技术背景下,逐渐成为研究热点。在长周期监测的冷泉区微地震记录中,存在着大量不同类型、不同特征的微地震信号,为直观准确地描述每类信号的典型规律,需要从大量微地震... 海底冷泉作为一种由流体喷溢引发的地质现象,在日趋进步的海洋勘探技术背景下,逐渐成为研究热点。在长周期监测的冷泉区微地震记录中,存在着大量不同类型、不同特征的微地震信号,为直观准确地描述每类信号的典型规律,需要从大量微地震信号中提取共同特点,因此信号的统计归类与特征分析是研究海底冷泉活动的重要一环。本文从海马冷泉研究区识别出的微地震信号和与冷泉流体有关的短扰动信号出发,通过主成分分析法提取了两类信号在时间域和频率域的总体特征。通过Sompi谱分析法从短扰动信号的第1主成分记录中提取了频率衰减特征,在此基础上对模拟的单频谐波信号与实际记录进行对比,推断此类信号是由不同频率衰减成分的多组谐波信号构成。综合利用冷泉区微地震信号的特征分析结果,可为后续研究冷泉区微地震时空响应与产生机制提供理论指导,进而为评估冷泉系统的发育状态与水合物开发提供技术支撑。 展开更多
关键词 冷泉 微地震信号 短扰动信号 主成分分析 Sompi谱分析
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西藏申扎地区下二叠统冷泉碳酸盐岩的地球化学特征
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作者 江蕴洋 王钦贤 +1 位作者 赵若思 陈多福 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第6期173-180,共8页
冷泉碳酸盐岩作为冷泉流体活动的最重要的产物之一,其地球化学信息对于揭示冷泉系统演化、流体来源以及冷泉碳酸盐岩形成时的氧化还原环境具有重要意义。本研究以中国西藏申扎地区下二叠统古冷泉碳酸盐岩为研究对象,通过岩石学和矿物学... 冷泉碳酸盐岩作为冷泉流体活动的最重要的产物之一,其地球化学信息对于揭示冷泉系统演化、流体来源以及冷泉碳酸盐岩形成时的氧化还原环境具有重要意义。本研究以中国西藏申扎地区下二叠统古冷泉碳酸盐岩为研究对象,通过岩石学和矿物学、碳氧同位素和稀土元素地球化学研究,探讨其流体来源和形成时的氧化还原环境。研究结果显示,该地区冷泉碳酸盐岩以方解石为主,δ^(13)C值为-19.6‰~-17.5‰,δ^(18)O值为-9.2‰~-7.2‰,指示冷泉碳酸盐岩的碳源以热成因甲烷为主,可能还受到少量海水的混合作用影响。稀土元素配分模式呈现“钟型”特征,Ce轻微异常,指示冷泉碳酸盐岩形成于弱氧化或还原的环境。 展开更多
关键词 冷泉碳酸盐岩 流体来源 氧化还原环境 二叠纪 西藏申扎
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南海海马冷泉大型底栖生物碳-氮-硫稳定同位素特征及其食物网结构
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作者 卓柏林 王旭东 +2 位作者 贾子策 梁前勇 冯东 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2025年第6期129-140,共12页
深海冷泉生态系统依赖化能合成维持高生物量的大型底栖生物群落,构成典型的非光合食物网。本研究在南海海马冷泉,通过系统分析3种依赖化能自养共生菌的物种(海马偏顶蛤Gigantidas haimaensis、中国海伴溢蛤Archivesica marissinica、尖... 深海冷泉生态系统依赖化能合成维持高生物量的大型底栖生物群落,构成典型的非光合食物网。本研究在南海海马冷泉,通过系统分析3种依赖化能自养共生菌的物种(海马偏顶蛤Gigantidas haimaensis、中国海伴溢蛤Archivesica marissinica、尖猬拟崖管虫Paraescarpia echinospica)和3种异养型物种(佩氏鳃鳞虫Branchipolynoe pettiboneae、拟蛾螺Phymorhynchus buccinoides、新布罗迪石蟹Neolithodes brodiei)的碳、氮、硫稳定同位素(δ^(13)C、δ^(15)N、δ^(34)S)组成,揭示海马冷泉生态系统营养级及食物网结构。结果表明,海马偏顶蛤δ^(13)C值显著偏负(−63.9‰~−52.5‰),反映其与甲烷氧化菌共生特征;中国海伴溢蛤和尖猬拟崖管虫则表现出相对偏正的δ^(13)C值和亏损的δ^(34)S值,指示其硫氧化代谢途径。佩氏鳃鳞虫通过寄生方式从海马偏顶蛤体内获取能量,拟蛾螺主要摄食海马偏顶蛤,新布罗迪石蟹的δ^(15)N值(8.8‰~11.2‰)最偏正,处于最高营养级。结合贝叶斯混合模型(MixSIAR)推演食物来源和贡献,初步构建了海马冷泉生态系统的四级食物网结构。本研究证实稳定同位素是解析冷泉生态系统营养路径与流体生物地球化学过程的重要工具,对理解深海冷泉-生物圈相互作用具有重要意义。 展开更多
关键词 冷泉生态系统 大型底栖生物 稳定同位素 食物网
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南海海马冷泉沉积物中微生物多样性测定及其功能特征分析
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作者 李若林 徐小芳 +5 位作者 熊颖涵 吴畏 周智威 吴饶 段佳丽 孙群 《中国测试》 北大核心 2025年第9期91-101,共11页
为探究南海海马冷泉沉积物中微生物群落结构和功能基因特征,采用分离培养法在4℃与37℃培养需氧和厌氧菌,采用宏基因组测序技术分析微生物多样性和KEGG代谢通路,以及甲烷代谢和抗生素耐药基因丰度。结果显示,在沉积物中分离培养得到细菌... 为探究南海海马冷泉沉积物中微生物群落结构和功能基因特征,采用分离培养法在4℃与37℃培养需氧和厌氧菌,采用宏基因组测序技术分析微生物多样性和KEGG代谢通路,以及甲烷代谢和抗生素耐药基因丰度。结果显示,在沉积物中分离培养得到细菌103株,分属3个门(Proteobacteria、Firmicutes和Actinobacteria)、29个属,其中优势属为Pseudoalteromonas、Bacillus和Pseudomonas;还获得了低温菌属Shewanella和厌氧菌属Clostridium。宏基因组测序显示,冷泉沉积物中细菌分属34个门1033个属,在微生物群落中占主导地位(92.22%),主要为Proteobacteria和Firmicutes;古菌分属5个门91个属,主要为Euryarchaeota和Thaumarchaeota;真菌分属2个门17个属,为Apicomplexa和Bacillariophyta。与同海域非冷泉沉积物相比,冷泉沉积物中微生物更丰富,特别是产甲烷古菌Methanosarcina和Methanococcoides;85%的KEGG二级代谢通路丰度更低,特别是与营养趋化性和信号转导相关的细胞运动代谢;冷泉沉积物中70%甲烷代谢基因丰度更高,特别是参与甲烷合成代谢的基因fwdE和hdrA2;71%的抗生素耐药基因丰度也更高,但恶唑烷酮类和酰胺醇类耐药基因仅在非冷泉沉积物中被注释到。综上,海马冷泉沉积物中的细菌、古菌和真菌更为丰富,在沉积物中获得了产甲烷代谢基因以及在酶和生物能源开发领域具有应用潜力的多属细菌分离株。 展开更多
关键词 海马冷泉沉积物 微生物多样性 甲烷代谢
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