由加拿大圣玛丽大学主导的一项研究提出了一个新的冷泉形成和调节机制,证明了具有高度生物多样性的深海冷泉可以通过产甲烷的古菌活动,增强深部生物圈,导致生物成因甲烷的增加。
冷泉是深海环境中生物多样性极高的生态系统,由从海底喷出的硫化氢、甲烷和其他富含碳氢化合物的流体组成。深海冷泉是地球碳循环的一个重要组成部分,在这个碳循环系统中,地下碳氢化合物为原本广袤无垠的海域中种类繁多的底栖微生物、大型动物提供了能量来源。
研究结合了3D地震调查、自动水下航行器(AUV)巡航、遥控潜水器(ROV)调查、以及气体采样和地球化学分析等多种方法,以加拿大斯科舍大陆边缘(Scotian Margin)的被动大陆边缘冷泉为对象。加拿大斯科舍大陆边缘是一个大型的盐构造系统,许多冷泉发生在盐构造区之上,盐底辟运动产生了复杂的断层系统,这些断层系统可使流体迁移或形成与储层形成有关的密封和圈闭。盐丘的热传导性较高,能够在其上方产生所谓的“盐丘效应”(salt chimney effect),导致地热对流,从而影响上方的流体流动。
本研究提供了地球物理和地球化学证据,证明盐烟囱效应与底辟断裂共同推动了地下水循环系统,该系统将溶解的无机碳、富含营养的深层基底流体以及潜在的上覆海水带到深埋盐底辟顶部。流体促进了产甲烷古细菌的生长,从而增强了深层生物圈的繁荣,由此增加了生物甲烷的产量。(於维樱 编译)