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¹³C碳同位素分析揭示温室气体的来源变化

发表时间:2024-04-17浏览量:69

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简介

 

本文提供的Fleur de Passion远航科考船获得的CO2和CH4的同位素数据,可以帮助我们区分本底大气中二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的微生物源、人为源和热源,进一步理解上层海洋生态系统过程。作为由日内瓦NPO组织太平洋基金会(NPO Fondation Pacifique)开展的大型海洋测绘远征活动的一部分,该考察船于2019年4月至10月间从达喀尔(Dakar)(塞内加尔(Senegal))先后航行至佛得角(Carbo Verde)、亚速尔群岛(the Azores)和法国(France)。

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研究方法

这项研究中,由日内瓦大学 César Ordóñez,Daphne Donis 及其同事通过在桅杆上采集的样气,对CO2和CH4同位素的组成进行了测量。而水生系统的源解析也需要测量溶解气体的同位素组成, Picarro分析仪可集成气体提取装置或平衡装置来对其进行测量。上图为气泡型平衡器,一种溶解气体分析装置的示意图。

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实验数据

图1——科考船 Fleur de Passion 测量的

CO2和CH4浓度分布图

 

图1显示,由4月从达喀尔(Dakar)开始,至10月在法国(France)结束。在公海时浓度接近于本底值;靠近海岸及亚速尔群岛(the Azores)时浓度显著提升。

 

图2——沿科考船航行轨迹测量的

CO2和CH4的碳同位素组成

 

图2显示,数据点显示为4小时平均值。结果表明,碳同位素变化特征显著。

 

图3

 

图3显示:

(a) 科考船航行轨迹随时间变化地图。

(b) δ13C (CO2) 和δ13C (CH4) 呈负相关。

(c) CH4 的Keeling Plot没有表现出明显的同位素端元组分。

(d) CO2 的Keeling Plot显示出5月、6月和9月具有明显不同的来源特征。

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结论

远航科考船 Fleur de Passion 上的 Picarro G2201-i 分析仪可以长期在极端环境条件下稳定运行,该分析仪优异的表现也使研究人员获得迄今为止沿非洲海岸最全面的CO2和CH4同位素记录。连续测量的数据结果展示了同位素组成的明显变化,这可能与季节、地理和来源差异有关。

 

 

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