中高纬度深海岸盆地中的无机矿物絮凝现象

《Marine Geology》：Inorganic mineral flocculation within mid-to-high latitude deep coastal basins

絮凝动力学研究揭示十个中高纬度沿海盆地中无机矿物颗粒通过分层分类系统形成不同尺寸絮体（直径50-5000μm，沉降速度4-400m/日），沉降时间1-14天，生物介导的分层流驱动絮凝过程，涉及双聚、洋葱皮等多机制协同作用，为海岸带管理和气候变化影响评估提供依据。

　　

Jaia Syvitski|Ross Powell|Kumiko Azetsu-Scott|Ken Asprey|Eric Hutton|Gywn Lintern

科罗拉多大学博尔德分校北极与高山研究所，CSDMS，美国博尔德市80305

摘要

本文量化了大西洋、太平洋和南冰洋沿岸十个中高纬度深海岸盆地的无机矿物颗粒的絮凝动态。通过原位成像技术记录了悬浮絮状物的分布情况，从而获得了未受干扰的水柱信息。这些盆地通过输送含有活性有机碳成分的无机矿物絮状物来接收并积累低碳沉积物。悬浮颗粒被分为四种类型，每种类型都具有特定的沉降速度（w）和絮状物尺寸（D）：1）微絮状物及其组成颗粒（D < 50 μm，w < 4 m/天）；2）中等尺寸絮状物（D = 50至650 μm，w = 4至32 m/天）；3）大絮状物（D = 650–5000 μm，w = 32至172 m/天）；4）长条状絮状物（长度5–100 mm，w = 200至400 m/天），有时会形成“絮状结构”。分层水流通过提供适宜条件促进生物介导的无机絮凝过程。基于絮状物浓度和直径的垂直变化特征，采用多层分类方法识别不同颗粒层中的絮凝生长和衰减热点：1）表层；2）絮凝前沿；3）稀释层；4）稳态层；5）深盆地水体；6）底部边界层；7）大陆架层。絮凝前沿通常形成于存在剪切湍流的海洋地形处，或咸水与海水混合区域。一旦絮状物进入深盆地水体，在沉降过程中其性质基本保持不变。对于深度在73至873米之间的盆地，絮状物到达海底的所需时间介于1至14天之间。研究结果表明，盆地水体中可能同时存在多种聚集机制（如倍增、洋葱皮状结构、混沌聚集等）。本研究的结果可为环境管理提供参考，例如减轻人类活动导致的沉积效应，以及理解气候变化对峡湾生态系统的影响。