第九届青年地学论坛

大量甲烷储存在浅海沉积物中的天然气水合物中。随着全球变暖的开始，这些水合物释放的甲烷会通过沉积柱、水体和大气层迁移和传输。这个过程导致海水酸化和海洋水中氧含量的降低，从而对海洋生态产生显著影响。通过室内模拟装置模拟了微生物在好氧和厌氧条件下对甲烷的消耗过程，分析了海洋环境因素（如温度、压力和甲烷输送通量）对甲烷氧化细菌和整体甲烷转化过程的影响，提出了微生物甲烷消耗速度的定量模型。基于该模型，建立了一个渗流和氧化过程综合的数值模型，以追踪水合物沉积物中释放的甲烷的命运。研究发现，温度在控制甲烷氧化速度方面起着关键作用，因为它对微生物生长速率有重要影响。此外，孔隙压力和甲烷迁移速度对甲烷氧化活性也有一定影响，但相对于温度变化而言，其影响较小。数值模拟能够捕捉到沉积环境中涉及的复杂过程。模拟结果显示大部分消耗的甲烷经历厌氧氧化，只有在存在大量甲烷渗漏的特殊情况下，才会发生好氧氧化。几乎所有从水合物沉积物中释放的甲烷都会被沉积物中的微生物消耗。

天然气水合物,海洋生物地球化学,好氧/厌氧氧化,实验和数值模拟