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海底泥火山气体中的甲烷通量

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-08-25 09:07:00【

  前不久科学家们发现台湾西南海域上部斜坡区域有泥火山存在,目前已确定有13座泥火山存在活跃地喷气中,这些泥火山分别被命名为MV1~MV13。透过海洋沉积物之孔隙气体及海水溶解气体分析,得知本区域海底泥火山喷发气体主要为甲烷,与少量其他碳氢化合物与二氧化碳等,这些碳氢化合物可能逸出海表形成重要的天然温室气体来源。本研究利用海研三号及海研五号研究船于2011-2012年航次,有系统地採集本地区海底泥火山逸气正上方及周围区域之海水剖面(water column)及海底沉积物岩心样品,以探讨其甲烷逸气来源并估算其通量。

 

海底火山爆发喷射出的气体-纽瑞德特气



  海底沉积物岩心样品所含甲烷气体之碳同位素分析结果约为-30~-50 ‰,指示该区域之甲烷气体主要为热分解来源,而后可能有不同比例生物性甲烷来源之混染。由海水样品中溶解气体分析结果显示,其甲烷浓度高于正常海水背景值2~20倍,暗示甲烷气由泥火山逸散至海水中。气泡大小分佈、泥火山喷发的初始条件造成的上升及侧向海流等因素影响了甲烷在海水中的移栖型态,许多证据都指向本研究区域深水泥火山喷发之甲烷可以被传送到浅层海水之中。透过气体扩散方程式(Gas Diffusion Equation)计算,本区域海洋对大气甲烷通量为0.15~127 μmol m^-2 d^-1;透过Fick’s Law计算沉积物对海洋底水的甲烷扩散通量为1.14~157μmol m^-2 d^-1,此结果显示本区域海底泥火山对海洋及大气扮演提供甲烷的角色。进一步考虑喷气影响的面积,初步估算西南海域上部斜坡海底泥火山区贡献到大气中的甲烷量为每年4.1吨。

 

  化学小常识

  甲烷气体在自然界分布很广,是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用作燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。化学符号为CH4。

 

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此文关键字:甲烷