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作者:徐思南;李世兴;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;
单位:中国地质调查局青岛海洋地质研究所;青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;同济大学海洋地质国家重点实验室;青岛市海洋管理保障中心;
摘要: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°C)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。
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
基金资助:山东省重点研发计划(重大科技创新工程)(2023CXGC010401);; 山东省博士后创新项目(SDCX-ZG-202302026);; 国家自然科学基金(42406046,42476082,42176057,92358301);; 中国博士后科学基金项目(2023M741869);; 同济大学海洋地质国家重点实验室开放课题(MGK202418)