Se presenta un método de extrusión utilizando una varilla roscada calibrado, lo que permite submuestreo escala mm de núcleos de sedimentos acuáticos. toma de muestras a escala milimétrica es necesaria para caracterizar completamente la estratigrafía reciente evento en los registros de sedimentos.
Acuático submuestreo núcleo de sedimento se realiza con frecuencia con una resolución cm o medio cm. Dependiendo de la velocidad de sedimentación y el ambiente de depósito, esta resolución proporciona registros en el anual a decenales escala, en el mejor. Un método de extrusión, utilizando una barra de acoplamiento roscado calibrado se presenta aquí, lo que permite submuestreo a escala milimétrica de núcleos de sedimentos acuáticos de diámetros variables. Milímetro submuestreo escala permite la sub-anual al análisis mensual del registro sedimentario, un orden de magnitud mayor que los sistemas de muestreo típicos. La extrusora consiste en un marco 2 m de aluminio y la base, dos abrazaderas de tubo de núcleo, un vástago roscado, y un pistón 1 m. El núcleo de sedimento se coloca por encima del pistón y se sujeta al marco. Un collar de acrílico de muestreo se fija a los 5 cm superiores del tubo central y proporciona una plataforma desde la que extraer submuestras. El pistón se hace girar alrededor de la varilla roscada a intervalos calibrados y empuja suavemente el sedimento de lap del tubo central. El sedimento se aísla en el cuello de muestreo y se coloca en un recipiente de muestreo apropiado (por ejemplo, frasco o bolsa). Este método también preserva las muestras individuales (es decir, el contenido de agua de alta de poros) en la superficie, proporcionando un volumen de muestreo consistente. Este método de extrusión escala mm se aplicó a núcleos recogidos en el norte del Golfo de México tras la publicación de petróleo submarino en aguas profundas Horizonte. La evidencia sugiere que es necesario tomar muestras en la escala mm para caracterizar completamente los eventos que ocurren en la escala de tiempo mensual para los sedimentos del talud continental.
Las muestras de núcleos de sedimentos lacustres de, estuarios y ambientes marinos (plataforma y talud continental) han proporcionado los registros de salinidad, temperatura, contaminantes orgánicos e inorgánicos y muchos otros parámetros ambientales en decenal para milenarias escalas de tiempo 1-3,6,8,13 , 17. En la mayoría de los casos, las prácticas estándar son de sección de estos núcleos a medio centímetro o centímetro intervalos de 5,15. Esta resolución es apropiado para varios años, decenales o resolución mayor escala en la mayoría de los casos. La necesidad de aumentar la resolución de extrusión Recientemente se ha demostrado en algunos informes que detectan la variabilidad de los biomarcadores sedimentarias / servidores proxy en una escala fina a lo largo del perfil vertical del núcleo de sedimento 11,16. En el caso de la reciente sedimentación que se produce en escalas de tiempo de meses a un año, entonces es necesario el uso de métodos de resolución de submuestreo más finas (por ejemplo, escala mm). Esto es a menudo un reto con sedimentos acuáticos debido a tque no consolidada naturaleza de los sedimentos superficiales.
Se presenta un método de extrusión núcleo de sedimento que proporciona sedimentos submuestras escala mm. A continuación, aplicamos este método de extrusión de los sedimentos de la parte norte del Golfo de México a partir del evento Deepwater Horizon (DWH). Esta aplicación demuestra la eficacia de submuestreo a escala milimétrica en la caracterización de la estratigrafía caso sub-anual relacionada con los sistemas de deposición antropogénicamente influido.
resolución de la balanza mensual o anual de sub-registros sedimentarios es particularmente ventajoso cuando se caracteriza la estratigrafía evento a corto plazo. Las evaluaciones ambientales mediante resolución sub-anual son capaces de caracterizar completamente los eventos de sedimentación inducida por factores antropogénicos.
Los sedimentos en el norte del Golfo de México que fueron afectadas por el evento de petróleo en aguas profundas Horizonte proporcionan un ejemplo de la estratigrafía evento totalmente caracterizada utilizando milímetro (sub-anual) smuestreo resolución cale. Tras el evento Deepwater Horizon (DWH) en 2010, los sedimentos del talud continental del noreste del Golfo de México (ngom) entraron en contacto con hidrocarburos a través de un orden de magnitud aumento en la deposición de hidrocarburo floculante 4,9,10,12,14,18. El aumento de la sedimentación fue causado por un evento marina Aceite de nieve sedimentación y acumulación Floculante (MOSSFA) 4,9,10,12,14,18. Esto dio lugar a aproximadamente 6-10 mm de acumulación de sedimentos en un periodo de 6-12 meses desde mediados de 2010 hasta principios de 2011 4. Era necesario submuestra estos núcleos de sedimentos a escala milimétrica para caracterizar completamente las entradas, las tasas de sedimentación y los procesos posdeposicionales.
El extrusor puede ser modificado para acomodar múltiples diámetros de tubo de núcleo. Si se cambia el diámetro del núcleo, a continuación, el pistón, Disco, y diámetros de sujeción se deben ajustar en consecuencia. Esta modificación permite amplias aplicaciones en lacustre y recogida de sedimentos marinos. Los núcleos de sedimentos también pueden ser extruidos en el campo o en el laboratorio. Una modificación común para facilitar el envío de este sistema de extrusión es construirlo en dos secciones; una sección inferior (base y el pistón) puede estar acoplado a la sección superior (abrazaderas).
Hay algunas limitaciones a este método de extrusión. La primera de ellas es que cada núcleo, o sección de núcleo, deben ser cortados a la longitud de un metro o menos. Como con cualquier procedimiento de extrusión, también hay inevitablemente algunos de compactación. Sin embargo, la compactación causada por este método es mínima. La reproducibilidad de varios registros extruidos de esta manera se encuentra dentro de 2 a 4 mm. Esta reproducibilidad se estima en comparaciones entre diferentes(registros de metales traza, geoquímica orgánica, fósiles, de sedimentología) recogidos en el mismo despliegue de un sistema multi-núcleo de ocho núcleos. Este método de extrusión también es el más adecuado para los sedimentos que son principalmente (> 50%) partículas de tamaño limo y arcilla. Sedimento predominantemente (> 50%) que consiste en partículas de tamaño de arena tiende a unirse, causando compactación adicional, debido a un coeficiente de fricción más alto. La limitación final asociado con este método es la cantidad de sedimento disponible de cada incremento en la resolución a escala milimétrica. Este método proporciona aproximadamente 15 a 20 g de masa húmeda y 3-10 g de masa seca a una resolución de 2 mm, que puede ser restrictivo para algunos protocolos analíticos.
Los registros sedimentarios del evento Deepwater Horizon en el norte del Golfo de México demuestran la eficacia de submuestreo a escala milimétrica. En primer lugar, 234 Th citas no habría sido posible sin submuestreo a escala milimétrica. Esta datación método sólo se puede aplicar en ciertas circunstancias, que se discuten más 4. El pulso de material floculante aceitada después del evento Deepwater Horizon satisfecho estas condiciones, el depósito de hasta 8 mm de material en ciertos sitios en el norte del Golfo de México dentro de 6-12 meses. Sin muestreo escala mm, la geocronología de este evento no habría sido resuelto en la escala sub-anual (Cuadros 2 y 3). Además de los 234 registros Th, metales redox-sensibles traza, la densidad de foraminíferos bentónicos, y los registros de geoquímica orgánica de este evento se han limitado a un solo punto de datos en el centímetro de superficie (Tabla 3). En su lugar, el uso de sub muestreo a escala milimétrica proporcionó un (5-10 punto de datos) Registro completo y robusto del evento MOSSFA. En concreto, un aumento de 4 veces (n = 18) por encima de los valores pre-Deepwater Horizon en compuestos alifáticos totales utilizando submuestreo escala mm se habrían reducido a un 2 vecesaumentar, mediante submuestreo escala cm (n = 6). En consecuencia, una disminución de la densidad foraminiferal bentónica de 90% usando mm submuestreo escala se habría reducido a una disminución de 60% utilizando cm submuestreo escala. Sin este muestreo de alta resolución, no se resolverían los picos dobles discretas de óxido de Mn, así como los cambios en las concentraciones de Re sedimentarias asociados con los cambios redox no en estado de equilibrio. En general, este sistema de extrusión proporciona la capacidad de submuestrear núcleos de sedimentos en la escala mm, conservando todo el volumen de la muestra y puede ser modificado para amplias aplicaciones en el muestreo de sedimentos acuático. Las futuras aplicaciones de este método pueden incluir la evaluación de los últimos derrames de petróleo, debido a la estratigrafía evento escala mm asociado con escapes de petróleo del subsuelo. Otras aplicaciones pueden incluir registros lacustres de la variabilidad del clima a escala mm. Milímetro escala sub-muestreo se ha demostrado su eficacia en la caracterización de la estratigrafía evento en el contexto de influidos por factores antropogénicossistemas.
The authors have nothing to disclose.
Esta investigación fue posible en parte por una subvención de BP / El Golfo de México Research Initiative, C-IMAGEN, Deep-C y en parte por el Instituto Británico de Petróleo / Florida de Oceanografía (BP / FIO) derrame de petróleo Prevención -Gulf, respuesta y recuperación del Programa de Subvenciones. Los autores agradecen a Nico ZENZOLA por su aporte en el desarrollo de este procedimiento. Los autores también agradecen a la tripulación de la V Weatherbird II R / por su ayuda durante el programa de campo.
Los datos se pueden consultar en la página web GRIIDC: https://data.gulfresearchinitiative.org/ (datos / R1.x135.119: 0004 /), (datos / Y1.x031.000: 0003 /), (datos / Y1. x031.000: 0006 /), (R1.x135.120: 0004).
Extruder | Custom Fabrication | Aluminum base and clamps, steel threaded rod | |
Piston | Custom Fabrication | PVC tubing with acrylic cap | |
Polycarbonate Core Tube | SABIC Poymershapes | 68374192 | |
Acrylic puck/Rubber Gasket | Custom Fabrication | ||
Acrylic sampling collar | Custom Fabrication | ||
Acrylic plate | Custom Fabrication | One edge bevelled at 45 degree angle | |
Putty knife | Fisher Scientific | 19-166-432 | |
Steel/Acrylic Plates | Custom Fabrication | ||
Electrical tape | McMaster Carr | 76455A28 | |
Siphon or Syringe | Fisher Scientific | 14-176-227, 14-823-2A | |
Razor blade | Fisher Scientific | 12-640 | |
Drill | Ryobi | P-882 | |
Thick rubber band | Staples | 831636 | 2-3 cm in width, larger diameter than piston |
Personal protection equipment | Fisher Scientific | Gloves-19-058-801C, lab coat- 17-100-850, Goggles-19-181-501 |
e.g. gloves, lab coat, goggles |
Sample labels | Fisher Scientific | 15920 | |
Sample vessels | Fisher Scientific | Whirlpak- 01-812-3, Jar- 02-911-791 |
e.g.whirlpak bags, jars, etc. |
Laboratory wipes | Fisher Scientific | 06-666-11 | e.g. kim wipes |
Methanol | Fisher Scientific | BP1105-1 | |
Deionized water |