化学海洋学2014答案

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1、所属学期：2014-2015 秋季学期课程编号： 课程名称： 化学海洋学试 题 专 用 纸 任课教师： 龙爱民等姓名： 学号： 成绩： 共 6 页 第 1 页课程名称：化学海洋学（考试方式： 闭卷，考试时间： ，考试要求： ）一， 填空 ( 每空 1 分， 共计 20 分)1) 海洋有机质按生物化学类别分类可分为_类脂物、碳水化合物、氨基酸和多肽、腐殖质，烃和氯代烃、维生素类和色素。2) 开阔大洋表层水盐度通常在_亚热带海域 _（赤道海域、亚热带海域、亚极地海域）出现极大值。3) 在现场大气压为 101.325 kPa 时，一定温度和盐度的海水中，某一气体的饱和含量称为该温度、盐度下该气体的_

2、溶解度_。4) 在海-气界面气体交换的薄膜模型中，一般而言，风速约大，薄膜层厚度越_薄_，海-气界面气体交换通量越_大_ 。5) 在海-气界面气体交换的薄膜模型中，气体分子的海- 气净扩散通量与该气体分子的分子扩散系数有关，一般而言，水体温度的增加，分子扩散系数越_大_；气体分子量越大，分子扩散系数越_小_ 。6) 在全球海水碳储库中，_ DIC _的储量最多，其下依次是 _ DOC _和 _ POC _。 （从 DIC、DOC、POC、PIC 中选择） 。7) 假设某海水的 pH 值完全由其无机碳体系所控制，则温度升高时，pH值 降低 ；盐度增加时，pH 值增加 ；压力增加时，pH 值 所属

3、学期：2014-2015 秋季学期课程编号： 课程名称： 化学海洋学试 题 专 用 纸 任课教师： 龙爱民等姓名： 学号： 成绩： 共 6 页 第 2 页降低 ；Ca(Mg)CO 3 沉淀形成时，pH 值 降低 。二， 名词解释 （每小题 5 分， 共计 20 分）1） 新生产力由光合作用区域以外所提供营养盐支持的净初级生产力份额，称为新生产力2） 富营养化海水中营养物质过度增加，并导致生态系统有机质增多、低氧区形成、藻华暴发等一些异常改变的过程。3） 成岩作用沉积物在沉积和埋藏时所发生的所有过程的通用术语。它包括沉积物与上覆水接触时所发生的变化以及沉积物和上覆水脱离接触时所发生的变化。成岩过

4、程改变了沉积物的构造、结构和矿物学性质，并导致最后形成坚硬的岩石。4） 表观溶解氧假设海表面水体与大气处于平衡，水体的含氧量达到饱和，水体下沉后，由于 有机物等的分解，氧的含量发生了变化，两者之差称为 AOU。 AOU=DO 溶解度-DO 实测 三， 简答 （30 分）1） 全球而言，高纬度表层海水中的 18O 贫乏，而低纬度海水中 18O 富集，主要原因是什么？（6 分）答：1）低纬度的海域蒸发量大于降水量；而高纬度相反。2）18O 与 16O 比较易凝结不易蒸发3）借助大气环流，水汽在由低纬度的向高纬度输送的过程中，由于不断凝结，降水中的 18O逐渐变少。2） 为什么溶解态 Zn 在北太平

5、洋深层水中的浓度高于北大西洋深层水，而溶解态 Al 则相反。 （6 分）答案：溶解态 Zn 为营养盐型痕量金属元素，它在上层水中被浮游生物所吸收，当生物死亡后，部分生源物质在上层水体再循环，另有部分通过颗粒沉降输送至中深层。当进入中深层水体的颗所属学期：2014-2015 秋季学期课程编号： 课程名称： 化学海洋学试 题 专 用 纸 任课教师： 龙爱民等姓名： 学号： 成绩： 共 6 页 第 3 页粒物发生再矿化作用时，它会重新回到水体中，由于深海热盐环流的流动路径为从北大西洋流向北太平洋，北太平洋深层水的年龄要老于北大西洋，故随着年龄的增长，积累的溶解态 Zn 越多，故北太平洋深层水中溶解态

6、 Zn 浓度高于北大西洋。Al 为清除型元素，它在大西洋表层具有较高的输入通量，且在深海水流动过程中不断地通过颗粒物吸附从水体中清除、迁出，导致其在北太平洋深层水中的浓度低于北大西洋。3） 试分析海水中 CaCO3 的溶解、颗粒有机物的再矿化这两个过程对海水中的 TCO2 和 Alk 将分别产生什么样的影响。 （6 分）答案： CaCO3 溶解导致 Alk 增加，TCO 2 增加。颗粒物再矿化时，Alk 不变，TCO 2 增加。4） 说明为什么 AOU 较溶解氧（DO）更易于区分海洋物理过程与生物过程的贡献？已知降解 1 摩尔的有机物（相当于 106mol C)需要消耗 138mol的 O2，

7、如果某海域水体的 AOU 平均值为 120 mol/kg，请计算该水体中AOU 所能氧化的有机碳数量，亦即此过程将导致海水中无机碳含量增加多少？（12 分）答案： （1）简单说明一下海洋中水团在运动过程存在有机物分解的过程，该过程将消耗一定的 O2，通过 AOU 的变化能反映出有机物分解无机碳增加的情况。 （2）120 molO2/kg106mol C/138mol O2 =92.17 mol C /kg所属学期：2014-2015 秋季学期课程编号： 课程名称： 化学海洋学试 题 专 用 纸 任课教师： 龙爱民等姓名： 学号： 成绩： 共 6 页 第 4 页四， 分析题 （30 分）1） 下

8、图为北大西洋与北太平洋总碱度的垂直变化，请描述其分布特征，并简述其成因。 （10 分）答案：太平洋表层水的 Alk 低于大西洋，而深层水的 Alk 高于大西洋。表层水的差异主要是因为大西洋由蒸发导致的高盐度，深层水的差异原因在于太平洋水年龄更老，其累积了更多由 CaCO3 溶解所释放的 CO32-。所属学期：2014-2015 秋季学期课程编号： 课程名称： 化学海洋学试 题 专 用 纸 任课教师： 龙爱民等姓名： 学号： 成绩： 共 6 页 第 5 页2） 下图为北太平洋与北大西洋溶解氧的典型垂直分布图，请描述其分布特点，并解释成因。 （10 分）答案：（1）5001000m 存在溶解氧极小

9、值；（2）深水中相对较高的溶解氧；（3）北太平洋深层水溶解氧明显低于北大西洋。中层溶解氧极小值是有机物氧化分解与富含 O2 冷水的平流输送之间平衡的结果。在大西洋、太平洋和印度洋，表层至900m 深度区间，南极中层水（AAIW）的入侵可明显看出。北大西洋深层水（ NADW）是高溶解氧海域，从60N 的表层 2000m 向南至南大西洋 3000m 均存在溶解氧极大值。这些 NADW 在向太平洋、印度洋的北向输送过程中逐渐损失 O2。南极底层水的形成也导致了南大洋高的溶解氧。所属学期：2014-2015 秋季学期课程编号： 课程名称： 化学海洋学试 题 专 用 纸 任课教师： 龙爱民等姓名： 学号： 成绩： 共 6 页 第 6 页3） 下图为南大洋表层水中硅酸盐与硝酸盐随纬度的变化情况，请比较二者的分布有何共同点与不同点，为什么？（10 分）答案：硅藻吸收上层水体的的硅酸盐是非常有效的，在 4050S 的海域，硝酸盐浓度较高，但硅酸盐浓度仍接近于 0，说明这些海域硅酸盐浓度限制着浮游植物的生长。在 55S 以南，硝酸盐浓度和硅酸盐浓度均比较高，这是因为存在亚极地上升流和生物吸收速率低所共同形成的，这些海域浮游植物的生长被认为受光、低温度及痕量营养盐如 Fe 等所限制。