
[水文] 化变层
循环水与非循环水的界面
chemocline(化学跃层)指水体中化学性质(如盐度、氧气、硫化氢、甲烷等溶解物质浓度)发生急剧垂直变化的过渡层。它是由于密度差异导致的水体分层现象,阻碍了不同水层之间的物质交换,常见于湖泊、海洋或封闭海湾。其核心特征与意义包括:
化学梯度突变
chemocline是化学物质浓度垂直分布曲线中的陡变区,例如盐度跃层(halocline)或氧气跃层(oxycline)。当高密度盐水(或富硫化氢水体)沉于底部,低密度淡水(或富氧水)位于表层时,密度屏障抑制对流混合,形成稳定的化学分层结构。
与温跃层的关系
在海洋或深湖中,chemocline常与温跃层(thermocline,温度突变层)重叠或相邻。例如热带海洋中,温跃层阻碍深层营养盐上涌,而封闭水域(如黑海)的chemocline则隔绝了表层含氧水与深层厌氧环境。
微生物活动热点
在chemocline界面,氧化还原反应剧烈,成为硫氧化细菌、甲烷氧化菌等化能自养微生物的密集活动区。例如黑海150–200米深处的chemocline中,细菌通过硫化氢氧化支撑独特生态系统。
物质循环屏障
该层阻碍氧气向深层扩散,导致底层水体缺氧并促进有机物厌氧分解,产生硫化氢、甲烷等副产物。同时抑制营养盐从深层向表层的输送,影响浮游植物生产力。
参考资料:
“Chemocline”是一个由“chemo-”(化学)和“cline”(梯度/分层)组成的复合词,通常指水体中化学物质浓度或性质发生显著垂直变化的区域。以下是详细解释:
词源与定义
“Chemo-”源于希腊语,表示与化学相关;"-cline"来自希腊语“klinein”(倾斜),在科学术语中常指梯度变化层(如温跃层 thermocline、盐跃层 halocline)。因此,chemocline 特指化学分层现象,常见于湖泊、海洋或封闭水域中化学组分(如氧气、盐分、硫化物)随深度突变的分界面。
实际应用场景
与相关术语的对比
| 术语| 定义 | 核心驱动因素 |
|---------------|--------------------------|-------------------|
| Thermocline | 温度梯度层 | 温度差异|
| Halocline | 盐度梯度层 | 盐度差异|
|Chemocline| 化学物质浓度梯度层 | 化学组分差异|
若需进一步了解具体案例(如黑海的永久性化学分层),建议查阅海洋学或湖沼学专业文献。
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