冷泉碳酸盐晶格硫(CAS)和黄铁矿多硫同位素组成及其对地质历史时期甲烷通量的指示意义

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41906046
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0603.海洋地质学与地球物理学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SD-AOM) are the dominant biogeochemical processes occurring at cold seep (methane-rich environment) in marine settings, which control the greenhouse gas budgets in the geologic past. During geologic history, it’s could be common for the periodic increases of methane flux in marine sediment. In turns, the identification of SD-AOM activity is a prerequisite for a reliable reconstruction of past methane-rich setting as well as its environmental effects. Yet, it remains elusive to identify the SD-AOM activity in the rock record. Recent study showed that the triple sulfur isotope composition (Δ33S-δ34S) of cold-seep barite can be well used to identify the past SD-AOM activity. The fact, however, is that barite is not common minerals in cold-seeps or the methane-rich environment. Here, we propose that the triple sulfur isotope composition of carbonate-associated sulfate (CAS) can provide a promising tool for reconstructing past SD-AOM activity. To test this hypothesis, the present project is designed to measure the triple sulfur isotope composition of CAS of modern and ancient cold-seep carbonates. Given the common effect of pyrite-oxidation on the sulfur isotope composition of CAS during buried period and/or extraction process of CAS, this project is also proposed to investigate the triple sulfur isotope composition of pyrite, combined with the oxygen isotope composition of CAS, major/trace element composition and mineral composition of the studied samples. The obtained data can final constrain how the prosed proxy server as a promising indicator of the SD-AOM activity in records, which can further be used to explore the role of methane in the earth's surface environment evolution.
硫酸盐还原驱动的甲烷厌氧氧化作用(SD-AOM)是海底冷泉系统(富甲烷环境)中最重要的生物地球化学过程,该过程消耗了超过90%的渗漏到海底的甲烷,控制海底向海水乃至大气释放的甲烷通量。地质历史时期甲烷释放通量的阶段性增加可能是普遍发生的,SD-AOM作用的识别可以追踪甲烷释放的沉积记录。最新研究表明,冷泉重晶石多硫同位素组成(Δ33S vs.δ34S)可以识别地质历史时期SD-AOM,但冷泉重晶石并不广泛发育,而碳酸盐和黄铁矿在几乎所有富甲烷环境都有发育。因此,本文拟通过冷泉碳酸盐岩中晶格硫(CAS)和黄铁矿的多硫同位素组成,结合CAS氧同位素、碳酸盐岩主微量元素及矿物组成,探究黄铁矿氧化对CAS多硫同位素组成的影响,建立地质历史时期富甲烷环境的多硫同位素识别体系,为探究甲烷在地球表层环境演化中的角色打开新的视角。

结项摘要

微生物硫酸盐还原作用驱动的甲烷厌氧氧化作用(SD-AOM)地质记录的示踪是探究过去甲烷排放及其在全球碳硫循环中作用的重要前提。前人研究发现甲烷“冒泡区”形成的冷泉重晶石多硫同位素组成Δ33S vs. δ34S具有负相关性,显著区分与正常海洋环境(有机质驱动的硫酸盐还原作用)中的正相关关系,由此奠定了示踪甲烷厌氧氧化作用的多硫同位素方法新视角。然而冷泉重晶石在冷泉和富甲烷沉积环境中并不普遍存在。碳酸盐岩和黄铁矿在富甲烷环境普遍存在。因此,我们开展了冷泉系统中的碳酸盐岩晶格硫酸盐(CAS)、黄铁矿、孔隙水硫酸根和硫化物的多硫同位素组成研究,结果表明:(1)CAS具有高δ34S和低Δ33S的特征,显著区分与正常海洋沉积环境中的孔隙水硫酸盐的多硫同位素组成特征,表明CAS多硫同位素组成可以用来示踪SD-AOM作用;(2)甲烷“冒泡区”的硫化物的多硫同位素组成与富有机质环境中的一致,表明黄铁矿多硫同位素组成示踪高甲烷通量下的SD-AOM作用的局限性;(3)高黄铁矿含量(>0.5wt%)的碳酸盐岩样品具有更低的Δ33S值,二端元混合模型分析表明即使发生黄铁矿氧化CAS多硫同位素组成仍然可以示踪SD-AOM的作用;(4)扩散性甲烷渗漏环境孔隙水硫酸根Δ33S vs. δ34S具有负相关性,表明低甲烷通量下SD-AOM仍然具有低硫同位素分馏特征,且该环境下形成的自生黄铁矿具有更大的Δ33S vs. δ34S分布区间(相比正常海洋沉积环境和高甲烷通量沉积环境的黄铁矿多硫同位素组成)。研究成果突出了电子共同类型对微生物硫酸盐还原过程硫同位分馏的关键性控制因素,解析了富甲烷环境多地质载体中的多硫同位素组成特征及控制因素,建立了示踪SD-AOM的多硫同位素方法体系,为评估甲烷在地球表层环境演化中的作用提供了方法支撑。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
海洋沉积物孔隙水硫酸盐的硫、氧同位素组成及其对硫生物地球化学过程的指示
  • DOI:
    10.19658/j.issn.1007-2802.2023.42.018
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    矿物岩石地球化学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢智斌;宫尚桂;冯东
  • 通讯作者:
    冯东
Multiple sulfur isotope systematics of pyrite for tracing sulfate-driven anaerobic oxidation of methane
黄铁矿的多硫同位素系统用于追踪硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化
  • DOI:
    10.1016/j.epsl.2022.117827
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Earth and Planetary Science Letters
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Gong S.G.;Izon G.;Peng Y.B.;Cao Y.C;Liang Q.Y.;Peckmann J;Chen D.F.;Feng D.
  • 通讯作者:
    Feng D.
Deciphering the sulfur and oxygen isotope patterns of sulfate-driven anaerobic oxidation of methane
破译硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化的硫和氧同位素模式
  • DOI:
    10.1016/j.chemgeo.2021.120394
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemical Geology
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Gong Shanggui;Feng Dong;Peng Yongbo;Peckmann Jorn;Wang Xudong;Hu Yu;Liang Qianyong;Feng Junxi;Chen Duofu
  • 通讯作者:
    Chen Duofu

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码