海洋沉积物中金属依赖型甲烷厌氧氧化作用研究进展及展望

作     者：辛友志 孙治雷 王红梅 陈烨 徐翠玲 耿威 曹红 张喜林 张现荣 李鑫 闫大伟 吴能友 XIN Youzhi;SUN Zhilei;WANG Hongmei;CHEN Ye;XU Cuiling;GENG Wei;CAO Hong;ZHANG Xilin;ZHANG Xianrong;LI Xin;YAN Dawei;WU Nengyou

作者机构：中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 自然资源部天然气水合物重点实验室中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237 中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室武汉430074 

出 版 物：《海洋地质与第四纪地质》 (Marine Geology & Quaternary Geology)

年 卷 期：2021年第41卷第5期

页      面：58-66页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家基金重大研究计划重点项目“冲绳海槽海底冷泉-热液系统相互作用及资源效应”(91858208) 国家重点计划课题“冷泉系统元素迁移转换过程及影响因素”(2018YFC0310003) 青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金项目“冲绳海槽弧后盆地热液金属硫化物的风化机理”(MMRZZ201809) 中国地质调查局海洋地质调查二级项目(DD20190819)。 

主　　题：海洋沉积物 金属依赖型甲烷厌氧氧化 冷泉-热液共生区 冲绳海槽 

摘      要：海洋沉积物中大部分甲烷会通过甲烷厌氧氧化作用(anaerobic oxidation of methane, AOM)而被消耗。早期研究表明,AOM可与硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐的还原作用相耦合,从而有效减少甲烷向大气的排放。最近,金属依赖型AOM(metal-AOM,活性金属氧化物还原反应驱动的AOM)被证实存在于自然界沉积物和富集培养的样品中。但是,目前仍未从自然海洋环境中分离获得能够介导metal-AOM的微生物。对海洋沉积物中metal-AOM的研究大多聚焦于热液或冷泉等海洋特殊生境,一系列研究表明地质流体在这些海底化能自养生态系统的维持和演化方面起到了重要作用,并深刻影响全球地球化学循环,因此,该科学问题研究吸引了越来越多的注意力。本文讨论了可能参与海洋沉积物中metal-AOM的微生物类群及其地球化学证据,并在前人工作基础上,以冲绳海槽冷泉-热液共生区为例,提出一种新的metal-AOM作用机制。认为在全球冷泉-热液系统相互作用地区的调查有助于更好地探讨metal-AOM的发生机制及微生物在深海生境中分布的连通性问题。