樣品處理與測量。氧氣、硫化物和pH微剖面分析:在巖心回收后立即使用電流型微電極在完整巖心中測量氧氣和H2S的微梯度。這是在為定量細菌和大型底棲動物而切割這些相同巖心之前進行的。


使用Clark型微電極測量完整巖心中的垂直氧氣分布,該電極配有內置參比電極和防護陰極。電極購自丹麥UNISENSE公司,感應尖端為20至40微米,攪拌靈敏度<2%,90%響應時間≤1秒。電極電流對0%和100%空氣飽和度的O2呈線性響應。線性校準在6°C下進行,使用100%飽和海水(35‰)和氮氣吹掃的0%氧氣飽和度海水。


使用帶有內部參比電極和防護陽極的小型化電流傳感器測量H2S微梯度。傳感器的尖端直徑為40至60微米。在校準前,等待傳感器信號在預極化期間穩定后進行校準。通過將Na2S溶解在經N2沖洗的0.1 M NaOH中,在密閉容器中制備S2-儲備溶液(100 mM)。儲備溶液的最終濃度通過標準分析確定。對于校準曲線,將適量的儲備溶液注入含有無氧校準緩沖液(100 mM磷酸鹽緩沖液,pH 7)的密封血清瓶中。將傳感器浸入3到4種不同的校準溶液中。這些H2S傳感器購自丹麥UNISENSE公司,并已成功應用于海洋生態學研究。


氧氣和H2S電極連接到安裝在重型支架上的微操縱器上。傳感器連接到高靈敏度皮安計(Unisense PA 2000);信號被放大,數據記錄在條帶圖表記錄儀上或直接記錄在計算機上。測量通常以250微米(氧氣)和1毫米(H2S)的垂直增量進行。


與H2S微剖面平行,使用長針組合pH電極(Diamond General)在同一巖心中測量pH值(5毫米垂直間隔)。H2S傳感器檢測H2S氣體的分壓,這只是總硫化物平衡系統的一個組成部分。因此,有必要知道樣品/校準溶液的pH值以計算總硫化物濃度。我們在為大型動物切割之前,對3個非滲漏巖心、6個蛤床巖心和4個微生物墊巖心進行了微剖面測量。


大型動物和絲狀細菌:大多數用于分析大型動物和大型硫細菌的巖心在0-1厘米、1-2厘米、2-5厘米和5-10厘米處垂直切割。5厘米以上的部分未經篩分保存在8%緩沖福爾馬林中,以便分析大型動物和小型動物尺寸類群。5-10厘米的部分在保存前通過300微米篩網篩分。另外幾個巖心以0.5厘米間隔(至2厘米)和1厘米間隔(從2厘米到10厘米)切割,以提供關于動物-硫化物關系的更高分辨率信息。這些巖心未經篩分保存。


在實驗室中,所有先前保存的大型動物巖心沉積物在淡水中通過300微米篩網沖洗,保留的無脊椎動物和絲狀細菌在12倍放大率的解剖顯微鏡下分選。大型無脊椎動物被計數,并在復合顯微鏡的輔助下鑒定到最低可能的分類水平(通常是物種)。絲狀細菌(>300微米)被分選和計數。篩分可能使這些大型細菌破碎,因此計數被認為反映了相對的垂直和水平模式,但生物量可能更好地指示絕對豐度。分選出的無脊椎動物和細菌絲在轉移到70%乙醇之前,在分析天平上稱重以確定濕重生物量。


評估了大型動物密度、生物量、分類組成、物種豐富度和其他多樣性度量(香農信息指數H'[以2為底],Pielou均勻度指數J',和Rank 1優勢度,[R1D,以最豐富物種的百分比表示])的生境差異。所有數據均通過Shapiro-Wilkes檢驗正態性。對于正態分布的數據,使用單因素方差分析(ANOVA)分析生境差異,如果顯著,則使用事后Tukey's HSD檢驗。如果數據不服從正態分布(因為變換未能使大多數數據正態化),則使用非參數檢驗(Kruskal-Wallis檢驗,帶卡方近似值)。使用JMP軟件(SAS Institute Inc.)進行單變量統計檢驗。使用基于樣本量和反正弦變換百分比的檢驗來檢查單個分類群的代表性差異。使用PRIMER軟件(Primer-E Ltd.)進行群落結構的多變量分析,包括多維標度(MDS)、相似性分析(ANOSIM)和相似性百分比(SIMPER)檢驗。PRIMER也用于計算多樣性指數(H'[以2為底],J',R1D)。對于單變量和多變量檢驗,我們決定不對實驗誤差率alpha進行多重檢驗校正,因為這些檢驗代表了獨立且明確定義的假設。使用Biodiversity Pro生成稀疏曲線。除非另有說明,生物參數值以平均值±1標準誤給出。顯著性水平設定為a=0.05。


流體流動測量。從2000年10月14日到2001年4月28日,利用7個化學和水傳輸(CAT)計進行了流體排泄測量。我們使用ROV將3個計放置在微生物墊上,2個放置在蛤床中,2個放置在非滲漏沉積物中。這些計設計用于量化約0.01至1500厘米/年量級的流入和流出速率。CAT計使用化學示蹤劑的稀釋來測量通過腔室頂部出口管道的流量。一種與滲漏流體密度相似但成分不同的示蹤劑溶液,由2個滲透泵以恒定速率注入水流中,當水流經出口管道時。這些相同的泵從示蹤劑注入端口下游抽取滲漏流體/示蹤劑混合物(本例中為鈧和銣)的樣本,提供示蹤劑稀釋的連續記錄。儀器回收后,以適當的間隔對線圈進行子采樣,并通過電感耦合等離子體光學發射光譜法(ICP-OES)分析示蹤劑濃度。