
[水文] 化變層
循環水與非循環水的界面
chemocline(化學躍層)指水體中化學性質(如鹽度、氧氣、硫化氫、甲烷等溶解物質濃度)發生急劇垂直變化的過渡層。它是由于密度差異導緻的水體分層現象,阻礙了不同水層之間的物質交換,常見于湖泊、海洋或封閉海灣。其核心特征與意義包括:
化學梯度突變
chemocline是化學物質濃度垂直分布曲線中的陡變區,例如鹽度躍層(halocline)或氧氣躍層(oxycline)。當高密度鹽水(或富硫化氫水體)沉于底部,低密度淡水(或富氧水)位于表層時,密度屏障抑制對流混合,形成穩定的化學分層結構。
與溫躍層的關系
在海洋或深湖中,chemocline常與溫躍層(thermocline,溫度突變層)重疊或相鄰。例如熱帶海洋中,溫躍層阻礙深層營養鹽上湧,而封閉水域(如黑海)的chemocline則隔絕了表層含氧水與深層厭氧環境。
微生物活動熱點
在chemocline界面,氧化還原反應劇烈,成為硫氧化細菌、甲烷氧化菌等化能自養微生物的密集活動區。例如黑海150–200米深處的chemocline中,細菌通過硫化氫氧化支撐獨特生态系統。
物質循環屏障
該層阻礙氧氣向深層擴散,導緻底層水體缺氧并促進有機物厭氧分解,産生硫化氫、甲烷等副産物。同時抑制營養鹽從深層向表層的輸送,影響浮遊植物生産力。
參考資料:
“Chemocline”是一個由“chemo-”(化學)和“cline”(梯度/分層)組成的複合詞,通常指水體中化學物質濃度或性質發生顯著垂直變化的區域。以下是詳細解釋:
詞源與定義
“Chemo-”源于希臘語,表示與化學相關;"-cline"來自希臘語“klinein”(傾斜),在科學術語中常指梯度變化層(如溫躍層 thermocline、鹽躍層 halocline)。因此,chemocline 特指化學分層現象,常見于湖泊、海洋或封閉水域中化學組分(如氧氣、鹽分、硫化物)隨深度突變的分界面。
實際應用場景
與相關術語的對比
| 術語| 定義 | 核心驅動因素 |
|---------------|--------------------------|-------------------|
| Thermocline | 溫度梯度層 | 溫度差異|
| Halocline | 鹽度梯度層 | 鹽度差異|
|Chemocline| 化學物質濃度梯度層 | 化學組分差異|
若需進一步了解具體案例(如黑海的永久性化學分層),建議查閱海洋學或湖沼學專業文獻。
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