文章《Global-scale quantification of mineralization pathways in marine sediments: A reaction-transport modeling approach》利用反应-传输模型（RTM）研究全球海洋沉积物中有机碳（Corg）的降解路径，重点关注不同终端电子受体（TEA）的作用。
海洋沉积物中的早期成岩过程对地球表面许多元素的全球循环至关重要，特别是微生物对有机碳的降解过程。由于采样困难和复杂性，现有的现场数据不足以描述主要的碳降解过程。
文章使用反应-传输模型（RTM）模拟传输过程和生物地球化学转化之间的复杂相互作用，以定量分析反应速率和物质通量。模型包括有机碳氧化的主要路径和次级反应，并使用海底深度作为主变量进行参数调整。
模拟结果显示颗粒有机碳浓度在浅海最高，随着海底深度的增加而降低。好氧呼吸是浅海沉积物中POM降解的主要途径，而硫酸盐还原在深海沉积物中占主导地位。全球范围内，硫酸盐还原是有机碳矿化的主导途径。模型还分析了TEAs和还原产物的循环，并指出生物灌溉在浅海沉积物中对溶解物种的输入通量中起着重要作用。
全球海洋沉积物中的有机碳矿化主要由硫酸盐还原驱动。模型预测存在不确定性，主要来源于模型结构的简化、参数选择以及对生物扰动和生物灌溉过程的假设。文章也提出了未来研究方向，包括区域化SFD参数关系和更多实验数据来验证生物灌溉和有机碳氧化途径的相关性。
这篇文章《Global-scale quantification of mineralization pathways in marine sediments: A reaction-transport modeling approach》通过反应-传输模型（RTM）研究了全球海洋沉积物中有机碳（Corg）的降解路径，重点关注了不同终端电子受体（TEA）在有机碳矿化过程中的作用。以下是文章的核心内容：
### 研究背景
海洋沉积物中的早期成岩过程对地球表面许多元素的全球循环至关重要。微生物对有机碳（Corg）的降解是沉积物中的一个主导过程，直接影响或间接影响其他许多生物地球化学反应。由于采样困难和早期成岩过程的复杂性，现有的现场数据不足以描述主要的碳降解过程。此外，许多采样地点并不代表更广泛的海底环境，这在全局外推时引入了未知偏差。
### 模拟方法
- **模型方法**：使用
反应-传输模型（RTM）来模拟传输过程和生物地球化学转化之间的复杂相互作用，从而在时间和空间上定量分析反应速率和物质通量
。模型使用海底深度（SFD）作为主变量，从沿海架环境（100米）到深海（5000米）的主要模型参数和半经验函数（边界条件、传输和反应速率参数）以预测方式变化。
- **反应网络**：模型中实施的反应网络包括有机碳氧化的主要路径（如好氧呼吸、反硝化、锰和铁还原、硫酸盐还原）以及次级反应（如铵、硫化物、锰和铁的氧化）。
- **参数设置**：模型参数包括沉积物埋藏速度、生物扰动系数、孔隙度、生物灌溉率等，这些参数根据SFD的变化进行调整。
### 结果与讨论
- **浓度和速率分布**：模拟结果显示，POM（颗粒有机碳）浓度在浅海（100米）最高，随着SFD的增加而降低。好氧呼吸是浅海沉积物中POM降解的主要途径，而硫酸盐还原在深海沉积物中占主导地位。
- **全球hypso metric分析**：全球范围内，硫酸盐还原是有机碳矿化的主导途径，占总有机碳氧化速率的76%。好氧呼吸在全球有机碳矿化中的贡献仅为15%。
- **次级红ox循环**：模型还分析了TEAs和还原产物（如NH4+、Mn2+、Fe2+和H2S）的循环。结果显示，生物灌溉在浅海沉积物中对溶解物种的输入通量中起着重要作用，尤其是对SO42-的输入。
### 结论
- **主要发现**：全球海洋沉积物中的有机碳矿化主要由硫酸盐还原驱动，这与以往的研究结果有所不同，强调了深海沉积物在有机碳氧化中的重要性。
- **模型不确定性**：模型预测存在一定的不确定性，主要来源于模型结构的简化、参数选择以及对生物扰动和生物灌溉过程的假设。
