海洋环境中铁的输入是可追踪的和量化，这样便于了解他们是如何影响气候环境的。大陆边缘的沉积物中化学还原态的铁为海洋提供了大量溶解通量，化学还原态的铁同位素比地壳组成分还轻，因此可以与从其他来源的海水中区分开来，例如风尘作用带来的，然而海水中测试存在的较重的稳定性同位素铁导致了关于另一种从大陆边缘的溶解性来源的还原性铁的提议。本论文研究了从南非的半干旱海洋边缘被动构造中孔隙水的获取的铁同位素数据与主动结构和无氧大陆边缘区域中的溶解铁相比情况，并分析了该区域中的溶解铁的体积，并进一步探索地质和水文气候因素对于可能进入海洋铁的数量和铁的同位素组成的影响。


Unisense微电极系统的应用


应用unisense的氧微电极测试海洋沉积物表面的孔隙水中的氧浓度测试，其中氧的标准曲线是采用了空气曝气的海水为饱和点，氮气曝气的海水为零点的两点法确定标准曲线，最低检测限为0.3umol/L。显微操纵器结合使用unisense微操作平台软件测试了孔隙水中100um区域的溶解氧浓度。


实验结果


研究表明从南非的半干旱海洋边缘被动构造中孔隙水的获取的铁同位素数据说明了与主动结构和无氧大陆边缘区域中的溶解铁相比，该区域中的溶解铁的体积更小，同位素更重。这些数据提供了来自大陆边缘存在的原位非还原性铁溶解于的证据,并进一步表明地质和水文气候因素可能影响进入海洋铁的数量和铁的同位素组成。

图1、海洋大陆架边缘底栖铁通量的测定。插图部分表示的市具体测试大陆架海洋边缘地带的位置以及在不同深度（733、1182、2602）所取海洋沉积物样品。图中的1,2指的是美国加利福尼亚和俄亥俄冈州附近的大陆架海洋区域。

图2、海角边缘沉积物中铁元素丰都的分布。其中图A表示的是在非洲南部大陆海洋边缘中高活性的铁的含量，图B表示的是铁相对于铝的含量比例分布情况。其中黑色菱形表示的是所取沉积物的深度是733米、黑色正方形标示指的是所取沉积物的深度为1182米，实心圆圈图表示的是所取沉积物深度为2602米。

图3、海洋边缘沉积物中孔隙水中的各种元素的化学剖面分析图。其中图a表示的是733米处取的沉积物芯中的溶解氧、硝酸根离子、锰离子、铁元素的浓度剖面分析图。图b表示的是1182米处取的沉积物芯中的溶解氧、硝酸根离子、锰离子、铁元素的浓度剖面分析图。图c表示的是2602米处取的沉积物芯中的溶解氧、硝酸根离子、锰离子、铁元素的浓度剖面分析图。其中图中的虚线表示的---------(氧浓度)、△（硝酸根离子）○（锰）●（铁）其中化工区的水域环境描述，具体描述如下如下◆（氧化作用处理）；◆（铁锈化的水）◆（海洋底部水）；◆(硫磺酸处理)。

图4、深海底部沉积物中的铁元素丰都分析。图中的代表了半干旱区孔隙水中溶解性铁的组成浓度的对数正态分布散点图。其中测试了三种不同条件的环境的水域。不同颜色代表了不同水环境下（氧化底部水区域、氧化孔隙水、含铁的孔隙水）获取的沉积物样品的溶解性铁的浓度分布示意图。

图5、海水底栖区域的铁、氧通量预测。其中◇□标示代表的是实验测试的数据。--代表的是对测试进行相非线性拟合获得的拟合曲线。从曲线中可以看出，在不同深度（1182m、733m）处获取的海底沉积物测试的沉积物氧浓度剖面分析图可以看出，在较浅区域取的海洋沉积物样品中孔隙水的氧浓度较大。对比沉积物孔隙水中的氧浓度消耗情况随深度的变化是符合有机碳氧化机制的，而有机碳氧化速率可以预测大陆海洋边缘底栖区域铁通量的观测。


总结


本论文主要研究了大陆海洋边缘沉积物中的可溶解性铁的分布及铁的溶解通量分布，测试分析了在非洲南部半干旱海洋边缘区域不同深度所取的沉积物中的氧含量以及溶解性铁的含量，应用了unisense公司的氧微电极测试了所取沉积物孔隙水中的氧浓度，测试了这些沉积物不同深度处氧浓度的分布情况，并测试了溶解性铁的浓度分布情况，研究表面沉积物中氧的浓度会影响有机碳的氧化过程进而进一步影响海洋环境中的溶解性铁的分布。在对海洋沉积物的原位分析研究中，由于氧微电极的很好的原位测试出沉积物中的氧浓度的测试分布情况，从而能够探讨出海洋环境中关于溶解性铁的分布及转化情况，从而从地质因素和水文气候因素方面能够全面的了解海洋环境中关于铁含量的输入分析。