晚第四纪大气甲烷的主要来源——海洋沉积深部甲烷

摘要

本研究结合来自海底沉积深部甲烷源区的流体向上传递的过程和动态三源模型来检测海底沉积深部甲烷释放这一机制是否能解释冰芯(南极VOStOk冰芯和格陵兰岛GISP2冰芯)中记录的晚第四纪大气甲烷浓度的循环。大气甲烷含量的变化由其输入和被氧化的不平衡引起的。动态三源模型抽象描述了甲烷从源区进入大气，最后沉积(被氧化)的过程。海底沉积深部甲烷源产生甲烷，并在孔隙流压力梯度的作用下向上输送。间冰期内冰盖后退甚至消失，压力回弹，地震活动频繁，使大陆架与大陆坡上地壳聚集的地应力得以释放，降到最低点。沉积层的渗透率受地应力的控制，也因此在间冰期达到最大值。地应力在其后间冰期向冰期转变的过程中逐渐积累，渗透率也因此逐渐变小，以致输送的甲烷量也会呈现类似锯齿状的周期变化。通过模型建立了海底沉积深部甲烷源向大气输送甲烷的过程。