海洋有機地球化學，是研究海洋中天然的和人為釋放的有機化合物的來源、分布、遷移、轉化、相互作用、循環和歸宿的科學。70年代已作為一門新崛起的學科而發揮其作用。
基本介紹
- 中文名：海洋有機地球化學
- 外文名：marineorgano-geochemistry
- 所屬學科：化學
- 所屬領域：海洋地球化學
- 作用：揭示海洋生態系的結構、功能等
- 內容：海洋有機物的來源和組成等
簡介,研究內容,研究現狀及特徵,研究題材的多樣化,研究手段和國際接軌,研究內容與國際大計畫接軌,存在的問題,面臨的挑戰,
簡介
海洋地球化學的一個分支學科。它主要通過研究與碳相關的物質來揭示海洋生態系的結構、功能與演化。海洋有機地球化學隨著海洋有機化學研究的不斷發展，已作為一門新崛起的學科而發揮其作用。
研究內容
海洋有機地球化學主要從事：
①研究海洋有機物的來源和組成，主要是海洋輸入源界面，海－陸、海－空和海洋－沉積物界面的輸入通量，包括占有機物主要來源的天然有機物質的生產和形成過程。
②研究有機化合物的分布、遷移、轉化及相互作用，特別是有機物質之間的相互作用，有機－礦物的相互作用和有機－無機的相互作用。
③有機化合物的循環、歸宿及環境效應，包括海洋的垂直通量和再懸浮過程，也可能擴展到海水－生物的海洋生物有機地球化學的研究領域。海洋有機物來自4個方面：海洋天然有機物、陸源海洋有機物、大氣輸入和海底噴發的有機物。主要有機化合物形式有：溶解有機物和顆粒有機物，如有機碳、有機氮和有機磷。典型的化合物，如烴類、碳水化合物、脂肪酸、胺基酸、色素、腐殖質、甾醇和維生素等。目前由於對顆粒性和溶解性海洋有機物的碳、氮、磷的採樣和總體分析困難較大，給研究工作帶來了一些影響。
研究現狀及特徵
20 世紀末，我國海洋有機地球化學的各個領域都開始發展起來：比如對全球變化有重要影響的二甲基硫的研究，被認為是未來新能源的天然氣水合物的研究，國際上也剛起步的對海洋食物網研究有重要意義的特定化合物同位素分析技術。另外有機污染物和生物標誌物的研究也在先前的基礎上得到發展。
研究題材的多樣化
生物標誌物的研究歷來是傳統有機地球化學的重要部分，常見的生物標誌物包括正構烷烴、多環芳烴、類異戊二烯、脂肪酸、脂類化合物、甾烷、萜烷以及其他的一些烷烴等。這些標誌物的研究為探討物質輸入、沉積環境、沉積成熟度和早期成岩演化過程等提供了有用的信息。近年來，在這些常見生物標誌物被綜合運用的基礎上，還出現了胺基酸、二甲基硫、烯酮化合物等標誌物，呈現出多樣化的特點。微生物殼體中的胺基酸保存了生物體中的大量信息，為我們對生物體的研究提供了有利的保證。二甲基硫與全球變化問題密切相關，是酸雨的重要貢獻者，它在大氣中的氧化產物是硫酸鹽氣溶膠的主要來源。烯酮化合物不飽和比值與其所處沉積物生長環境的溫度密切相關，在古氣候研究中被廣泛套用。
總體來說，近年來我國在新生物標誌物的發現檢出、研究套用方面達到了較高的水準，出現了大批的新生物標誌物。但如果想要被國際同行認可,還需要加強結構確認和成因分析等方面的工作。
研究手段和國際接軌
我國近幾年在有機地球化學方面的研究更加廣泛，分析手段和套用也得到提高,逐漸和國際接軌。比較突出的例子有特定化合物同位素的分析研究等。特定化合物同位素測定技術是指分子水平上的穩定同位素分析，在國際上也是由於20 世紀90 年代第一台GC/ C - IRMS 的問世才推廣開來。通過它可以認識特定化合物的源和能量來源,用作生態系統中污染物的示蹤研究，還可以得到生物體所處的營養級別情況和生態系統的穩定性等信息。相比於生物體總有機物的同位素特徵，特定化合物同位素的特徵提供了更為深入和豐富的信息。
對單分子體碳同位素的分析，可以用來認識生物地球化學系統中碳循環，沉積環境和沉積有機質來源；而單分子體氮同位素則被廣泛套用於生物氮循環的示蹤。這是因為在氮的固定作用和同化作用中所發生的同位素分餾可能會改變有機質或無機營養鹽中氮的天然同位素豐度，硝化和反硝化所造成的無機氮δ15N 值的改變也會間接影響光合作用所產生的有機物的同位素比值。
特定化合物同位素最主要的作用是判斷來源：對河流沉積物、植物的碳氮同位素研究可以揭示流域植被的同位素特徵和控制源；對沼澤植物的碳氮同位素研究可以揭示草本植物或木本植物來源；對頁岩的研究還可以指示古沉積環境，對石油工業產生積極影響。
研究內容與國際大計畫接軌
地球系統科學是20 世紀80 年代國際科學界為迎接全球環境挑戰而提出的一門新的集成研究方法。20 多年來,地球系統科學得到了飛速發展，在全球環境變化的研究實踐中不斷充實和完善它的理論體系和觀測系統，豐富了研究內涵，拓展了研究方法，構建了合作夥伴關係，在推動地圈生物圈相互作用研究和全球變化的集成研究方面發揮了不可替代的重要作用。圍繞著它的主要科學問題國際上誕生了一系列全球性大計畫和核心子項目。中國近幾年在海洋有機地球化學方面的研究內容也逐漸和國際大計畫接軌。
存在的問題
中國近年來海洋有機地球化學的研究積極參與了國際合作,開始向國際先進水平看齊，但還存在著一定的不足：首先是原創的方法和研究思路比較薄弱，研究不夠深入，不少文章都是綜述和翻譯性質的。比如我國在新生物標誌物的發現和套用方面都是比較突出的，但如果想要被國際同行認可，還需要加強結構確認和成因分析等方面的工作，研究得更透徹才能使其被廣泛套用；另外我國近年來海洋有機地球化學的研究對局域的認識多，從全球的角度歸納和提升的成果比較少，大部分的研究集中在沿海區域。
面臨的挑戰
如何鑑別、定量出每一種有機組分？
迄今為止，溶解在海水與保存在沉積物中的有機物至少有一半以上仍未鑑定出來。
海洋的有機組分通常以痕量、複雜的混合物形式存在，它是不同來源、不同年齡、不同反應歷史的集成產物，而通常所採用的分子水平的化學分析方法僅僅是特定地測定其中某一組分，往往不能代表混合物的整體。
