同济大学海洋地质国家重点实验室团队为您揭开深海冷水珊瑚的神秘面纱
2020-03-09
admin
Abstract

 

 

    长久以来,深海海底的生物群落和环境变化是人类认知不明的“科学盲区”。随着载人和无人深潜技术的发展,20 世纪中叶以来,陆续发现的“热液黑烟囱”、“冷泉喷溢口”和“冷水珊瑚丘”不断革新甚至颠覆了人类对生命科学和地球科学的认知。放眼国际,冷水珊瑚并不是一个新事物。包括英国、法国、意大利、德国以及美国在内的欧美发达国家早在几十年前就已经开始了深潜科考,并发现了广布海底的冷水珊瑚,这让他们意识到冷水珊瑚在基础科学研究以及渔业、生物、化学等领域的广阔前景。因此,深海冷水珊瑚在大西洋已经被研究了几十年,在美国西海岸、夏威夷乃至南大洋亦有诸多研究和报道。相较而言,我国深潜技术起步晚,但发展快,随着一系列深潜科考活动的开展,我国在海洋生物、海洋生态和海洋地质等学科领域开创了新的研究方向。2018 年在南海北部至中部的深潜航次首次发现了深海海底的柳珊瑚林,在此之前,“深水珊瑚”在我国几乎是一个完全未知的领域,因此,这对我们来说又是一个开创性的进展。深水珊瑚不仅是南海深海底栖生物和环境研究中的一个新发现,更为全球大洋深水生态系统提供了新证据和新认识,也为探索过去中—深层海洋环境变化开拓了新方向。

 

    在《地球科学进展》2019年第12期的“深水珊瑚研究进展”专栏中,以汪品先院士领衔的同济大学海洋地质国家重点实验室相关团队对国际冷水珊瑚的研究成果和前沿科学问题进行了详细介绍,同时围绕深水珊瑚骨骼的古海洋学再造,分析和讨论了测年方法的可靠性、地化指标的适用性以及骨骼钙化方式、元素吸收和同位素分馏等基础性问题,并对我国冷水珊瑚古海洋学的未来发展提出了设想;展示了深海珊瑚生物地球化学的前沿认识和关键问题;基于以上研究,提出了一些思考:深海冷水珊瑚是否就如大西洋的石珊瑚一样以捕获沉降颗粒物为生,还是有更多深海原位的共生微生物参与?最终对深海珊瑚的科学研究进行了提纲挈领的综述和高瞻远瞩的展望。

 

 

深水珊瑚林

汪品先

(同济大学海洋地质国家重点实验室)

 

  要:2018年在南海发现的深水珊瑚林,为底栖生物乃至碳循环研究弥补了重大空缺。受技术限制,以前深海底栖生物的研究主要局限在沉积覆盖的软基底,以为石质海底是一片贫瘠世界。1990年代中期,应用深潜技术首先在大西洋发现了深海珊瑚礁,为海洋科学开辟了新的研究方向。深海珊瑚包括两类:一类是属于六方珊瑚的石珊瑚,以其文石质的外骨骼形成珊瑚礁;另一类是以柳珊瑚为主的珊瑚林,柳珊瑚属于八方珊瑚,可以形成高镁方解石的骨骼。这些碳酸盐骨骼都能够记录深海的环境变化,是古海洋学研究的绝佳材料。太平洋由于文石补偿面过浅,不利于深水珊瑚礁发育,深水珊瑚林应当普遍发育,可惜至今尚未得到重视,绝大部分海域属于研究空白。通过对深水珊瑚礁和珊瑚林的组成以及分布的介绍,讨论深水珊瑚林在海洋生态学中的重要性及其在古海洋学再造中的意义。

关键词: 深海珊瑚南海底栖生物古海洋学

 

深水珊瑚的食物及其地球化学意义

罗中原,李江涛,贾国东

(同济大学海洋地质国家重点实验室)

 

  要:深水珊瑚生存在黑暗的冷水环境中,为其提供能量和营养的食物源于哪里,是一个关键的生态学和生物地球化学问题。目前的主流认识是珊瑚的食物主要来自于表层海水生产的沉降有机质,但越来越多的研究发现它们能够通过与多种化能自养和异养微生物共生来获得食物供给。深水珊瑚的碳、氮同位素可用来示踪和揭示珊瑚的食物来源,也可用于重建古海洋初级生产者构成和表层海水硝酸盐同位素的变化,成为古海洋生物地球化学研究的宝贵材料。但由于与微生物共生现象的广泛存在,运用深水珊瑚有机碳、氮同位素来反映表层海洋环境变化的可靠性还有待进一步验证。南海近年来发现的深水柳珊瑚林,在国际上仍属认识相对匮乏的新领域,对其开展生物化学基础和古海洋学重建研究,能够为了解深水珊瑚系统提供新的见解。

关键词:深水珊瑚;食物来源;共生微生物;碳同位素;氮同位素

 

冷水珊瑚测年与大洋中—深层水碳储库

黄恩清,孔乐,田军

(同济大学海洋地质国家重点实验室)

 

  要:冷水珊瑚古环境应用研究的首要问题是建立精确的年龄模式。目前常用的珊瑚定年技术包括U/ThAMS 14C210Pb测年,其中前两种方法尤为重要。不同冷水珊瑚属种适用不同的定年方法。高镁方解石质的竹节柳珊瑚可用AMS 14C210Pb测试方法定年。竹节柳珊瑚具有清晰的生长纹层,厘定其年龄模式后,可以成为中—深层大洋环境演变的高分辨率记录载体。文石质石珊瑚同时适用于U/Th AMS 14C测年方法,在古海洋研究中有特殊价值。由于U/Th 测年可以提供样品的绝对年龄,因此进一步计算可获得中—深层大洋的碳储库年龄,这为探究轨道和千年时间尺度上大洋—大气碳交换这一重大学术问题提供了可靠资料。冷水珊瑚测年数据发现末次冰消期时,赤道大西洋和南大洋中层水的碳储库年龄在Heinrich Stadial 1 事件结束前后突然大幅度减小,很可能表示深部大洋一部分无机碳转移进入了大气圈,或者代表Heinrich Stadial 1 事件前后大西洋中层水分别主要受南半球和北半球潜沉水团的影响。

关键词:冷水珊瑚;U/Th 测年;放射性碳测年;南海;末次冰消期;碳循环

 

冷水珊瑚氧、碳同位素—古水温重建与钙化机制

孔乐,黄恩清,田军

(同济大学海洋地质国家重点实验室)

 

  要:冷水珊瑚是开展中—深层海水高分辨率古海洋学研究的理想载体。不同于浅水珊瑚,冷水珊瑚受到生命效应的强烈影响,其δ18O亏损4~6‰,δ13C亏损约10‰,因此利用冷水珊瑚氧、碳同位素恢复古水温时需要校正。综述了利用冷水珊瑚氧、碳同位素重建中—深层海水古温度的原理和方法,以及现有的3 种冷水珊瑚钙化模型及优缺点。提出需要进行进一步的微区分析及针对性实验来阐明冷水珊瑚的钙化过程。

关键词:冷水珊瑚;生命效应;中深层水温度;钙化模型

 

重建高分辨率深海环境变化:冷水竹节珊瑚无机地球化学方法

党皓文,马小林,杨策,金海燕,翦知湣

(同济大学海洋地质国家重点实验室;中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室)

 

  要:广泛分布于海洋深部的竹节珊瑚,以其碳酸钙和蛋白质相间的“竹节状”骨骼而得名,且横向上具有“树轮状”生长纹层。利用竹节珊瑚进行古海洋学再造,可以填补传统方法在时间和空间上的空缺。着重介绍竹节珊瑚的无机地球化学指标方法,包括Mg/Ca 温度计、Ba/Ca 营养物浓度计和δ11B-pH计,并简要描述了生命效应的潜在影响。最近在西太平洋海域新发现的深海竹节珊瑚林,开拓了竹节珊瑚古海洋学研究的新领域。

关键词:冷水竹节珊瑚;无机地球化学指标;高分辨率重建

 

 

Document Type学科动态
Identifierhttp://119.78.100.147:8080/handle/2SELTVKS/83478
Collection资源环境科技期刊集群
Recommended Citation
GB/T 7714
admin. 同济大学海洋地质国家重点实验室团队为您揭开深海冷水珊瑚的神秘面纱. 2020.
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
Related Services
Recommend this item
Bookmark
Usage statistics
Export to Endnote
Google Scholar
Similar articles in Google Scholar
[admin]'s Articles
Baidu academic
Similar articles in Baidu academic
[admin]'s Articles
Bing Scholar
Similar articles in Bing Scholar
[admin]'s Articles
Terms of Use
No data!
Social Bookmark/Share
All comments (0)
No comment.
 

Items in the repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.