该研究对伴溢蛤壳的剖面开展了显微结构、元素面扫、主微量元素原位测试等实验分析工作。实验结果表明,伴溢蛤头部的元素分布具有带状分布特征,在平行生长方向上,元素Sr、Re、Ba、Na的含量呈现强相关的波动变化。具体表现为元素Sr、Re、Ba含量之间呈正相关,而Na则与之呈负相关关系。

冷泉区流体渗漏的环境响应示意图

  研究认为,当冷泉发生流体渗漏时,由于甲烷厌氧氧化作用,硫化氢的含量增加,导致海底环境更加还原,对氧化还原状态敏感的Re则从水中扩散至沉积物中并析出沉淀。硫化氢在海水中会造成海水中H+的增加,Na+/H+的交换作用会将更多的Na+释放到海水中。另外,流体从地层深处渗漏至海底会导致海底温度升高,从而导致伴溢蛤贝壳中Sr含量的降低。Ba元素同时受流体通量和温度的影响,与Sr类似,贝壳中的Ba元素也与温度呈负相关,但Ba含量的变化与Sr不完全一致,推断是由流体通量所导致。

  通过分析元素之间的耦合变化,研究人员发现冷泉区的流体活动所产生的一系列环境变化以及在冷泉生物中保存的记录,包括氧逸度变化、温度变化、pH变化,甚至某些程度上反映流体通量变化。伴溢蛤寿命在十数年至数十年,分析其头部的元素含量变化具有反演冷泉流体活动的可能性。此次研究,揭示了冷泉区流体活动对冷泉生物产生的影响,为认识深海资源-环境-生物之间耦合响应关系提供了有力证据。 ()