海洋環(huán)境中鐵的輸入是可追蹤的和量化，這樣便于了解他們是如何影響氣候環(huán)境的。大陸邊緣的沉積物中化學(xué)還原態(tài)的鐵為海洋提供了大量溶解通量，化學(xué)還原態(tài)的鐵同位素比地殼組成分還輕，因此可以與從其他來(lái)源的海水中區(qū)分開(kāi)來(lái)，例如風(fēng)塵作用帶來(lái)的，然而海水中測(cè)試存在的較重的穩(wěn)定性同位素鐵導(dǎo)致了關(guān)于另一種從大陸邊緣的溶解性來(lái)源的還原性鐵的提議。本論文研究了從南非的半干旱海洋邊緣被動(dòng)構(gòu)造中孔隙水的獲取的鐵同位素?cái)?shù)據(jù)與主動(dòng)結(jié)構(gòu)和無(wú)氧大陸邊緣區(qū)域中的溶解鐵相比情況，并分析了該區(qū)域中的溶解鐵的體積，并進(jìn)一步探索地質(zhì)和水文氣候因素對(duì)于可能進(jìn)入海洋鐵的數(shù)量和鐵的同位素組成的影響。

Unisense微電極系統(tǒng)的應(yīng)用

應(yīng)用unisense的氧微電極測(cè)試海洋沉積物表面的孔隙水中的氧濃度測(cè)試，其中氧的標(biāo)準(zhǔn)曲線是采用了空氣曝氣的海水為飽和點(diǎn)，氮?dú)馄貧獾暮Ｋ疄榱泓c(diǎn)的兩點(diǎn)法確定標(biāo)準(zhǔn)曲線，最低檢測(cè)限為0.3umol/L。顯微操縱器結(jié)合使用unisense微操作平臺(tái)軟件測(cè)試了孔隙水中100um區(qū)域的溶解氧濃度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

研究表明從南非的半干旱海洋邊緣被動(dòng)構(gòu)造中孔隙水的獲取的鐵同位素?cái)?shù)據(jù)說(shuō)明了與主動(dòng)結(jié)構(gòu)和無(wú)氧大陸邊緣區(qū)域中的溶解鐵相比，該區(qū)域中的溶解鐵的體積更小，同位素更重。這些數(shù)據(jù)提供了來(lái)自大陸邊緣存在的原位非還原性鐵溶解于的證據(jù),并進(jìn)一步表明地質(zhì)和水文氣候因素可能影響進(jìn)入海洋鐵的數(shù)量和鐵的同位素組成。

圖1、海洋大陸架邊緣底棲鐵通量的測(cè)定。插圖部分表示的市具體測(cè)試大陸架海洋邊緣地帶的位置以及在不同深度（733、1182、2602）所取海洋沉積物樣品。圖中的1,2指的是美國(guó)加利福尼亞和俄亥俄岡州附近的大陸架海洋區(qū)域。

圖2、海角邊緣沉積物中鐵元素豐都的分布。其中圖A表示的是在非洲南部大陸海洋邊緣中高活性的鐵的含量，圖B表示的是鐵相對(duì)于鋁的含量比例分布情況。其中黑色菱形表示的是所取沉積物的深度是733米、黑色正方形標(biāo)示指的是所取沉積物的深度為1182米，實(shí)心圓圈圖表示的是所取沉積物深度為2602米。

圖3、海洋邊緣沉積物中孔隙水中的各種元素的化學(xué)剖面分析圖。其中圖a表示的是733米處取的沉積物芯中的溶解氧、硝酸根離子、錳離子、鐵元素的濃度剖面分析圖。圖b表示的是1182米處取的沉積物芯中的溶解氧、硝酸根離子、錳離子、鐵元素的濃度剖面分析圖。圖c表示的是2602米處取的沉積物芯中的溶解氧、硝酸根離子、錳離子、鐵元素的濃度剖面分析圖。其中圖中的虛線表示的---------(氧濃度)、△（硝酸根離子）○（錳）●（鐵）其中化工區(qū)的水域環(huán)境描述，具體描述如下如下◆（氧化作用處理）；◆（鐵銹化的水）◆（海洋底部水）；◆(硫磺酸處理)。

圖4、深海底部沉積物中的鐵元素豐都分析。圖中的代表了半干旱區(qū)孔隙水中溶解性鐵的組成濃度的對(duì)數(shù)正態(tài)分布散點(diǎn)圖。其中測(cè)試了三種不同條件的環(huán)境的水域。不同顏色代表了不同水環(huán)境下（氧化底部水區(qū)域、氧化孔隙水、含鐵的孔隙水）獲取的沉積物樣品的溶解性鐵的濃度分布示意圖。

圖5、海水底棲區(qū)域的鐵、氧通量預(yù)測(cè)。其中◇□標(biāo)示代表的是實(shí)驗(yàn)測(cè)試的數(shù)據(jù)。--代表的是對(duì)測(cè)試進(jìn)行相非線性擬合獲得的擬合曲線。從曲線中可以看出，在不同深度（1182m、733m）處獲取的海底沉積物測(cè)試的沉積物氧濃度剖面分析圖可以看出，在較淺區(qū)域取的海洋沉積物樣品中孔隙水的氧濃度較大。對(duì)比沉積物孔隙水中的氧濃度消耗情況隨深度的變化是符合有機(jī)碳氧化機(jī)制的，而有機(jī)碳氧化速率可以預(yù)測(cè)大陸海洋邊緣底棲區(qū)域鐵通量的觀測(cè)。

總結(jié)

本論文主要研究了大陸海洋邊緣沉積物中的可溶解性鐵的分布及鐵的溶解通量分布，測(cè)試分析了在非洲南部半干旱海洋邊緣區(qū)域不同深度所取的沉積物中的氧含量以及溶解性鐵的含量，應(yīng)用了unisense公司的氧微電極測(cè)試了所取沉積物孔隙水中的氧濃度，測(cè)試了這些沉積物不同深度處氧濃度的分布情況，并測(cè)試了溶解性鐵的濃度分布情況，研究表面沉積物中氧的濃度會(huì)影響有機(jī)碳的氧化過(guò)程進(jìn)而進(jìn)一步影響海洋環(huán)境中的溶解性鐵的分布。在對(duì)海洋沉積物的原位分析研究中，由于氧微電極的很好的原位測(cè)試出沉積物中的氧濃度的測(cè)試分布情況，從而能夠探討出海洋環(huán)境中關(guān)于溶解性鐵的分布及轉(zhuǎn)化情況，從而從地質(zhì)因素和水文氣候因素方面能夠全面的了解海洋環(huán)境中關(guān)于鐵含量的輸入分析。