結果

現場視覺觀察

在第一次航行的早期，利用ROV'Jason'的視頻和聲納觀測，結合Jason的轉發器陣列（長基線導航，精度±1米）的航跡記錄，完成了徹底的現場勘察。在調查區域的70%以上觀察到了近期和古甲烷滲漏的跡象，包括豐富且廣泛分布的小型蛤（Vesicomya pacifica）聚集、碳酸鹽、范圍較小的表層微生物墊和局部的游離甲烷噴發。先前的滲漏活動由普遍的碳酸鹽鋪面和較低（幾米高）的更崎嶇碳酸鹽塊脊表明。沒有觀察到大型化學礁，即由于細菌介導的甲烷產生CO2并隨后沉淀CaCO3而形成的塊狀碳酸鹽。

大多數Vesicomya pacifica以約10至50厘米直徑的聚集形式散布，間隔1至5米。微生物墊地點通常要稀少得多，通常表現為沿著碳酸鹽裂縫發育的小（10至30厘米）斑塊，較少出現在斑塊狀沉積地點；一個大型墊（一個幾米直徑的斑塊鑲嵌）是流體流動測量和取樣的地點。局部也觀察到了較大的V.pacifica聚集（3至10米直徑）。

氣體噴口通常由幾個小的、分散的、相隔幾米的冒泡點組成，間歇性的氣體釋放通過裂縫或碳酸鹽塊的邊緣發生。噴口地點通常局限于碳酸鹽為主的區域。氣體噴口地點通常沒有直接與之相關的大型微生物墊，盡管局部存在小的微生物墊和分散的蛤斑塊。總體而言，該區域的水文活動特點是存在一個由許多小（厘米級）滲漏和噴口組成的彌散網絡，在數百米的長度尺度上具有廣泛的彌散活動。

流體流動

微生物墊地點的CAT計流體流動測量揭示了改造流體的顯著流出，沒有流動逆轉。在流動期間，平均速率為10厘米/年。然而，微生物墊地點在前2到3個月沒有流動，隨后4個月出現高度可變的流出。在這些地點排出的改造流體是微生物墊區域孔隙流體的典型特征。在蛤床和非滲漏地點之間沒有觀察到流體流動的差異。這些地點表現出高度可變的流動，伴有據信是潮汐產生的快速流動逆轉。雖然這些儀器無法在快速流動逆轉的環境中解析流速，但我們可以定性地確定是否存在凈上流、凈下流或無凈流。蛤床和非滲漏生境的總體凈流速較低（<1厘米/年）。

圖3. 由CAT（化學和水傳輸）流體通量計測定的流體流動。日期格式為月/日/年。儀器描述見“材料與方法”部分。

沉積物孔隙水地球化學

微生物墊、蛤床和非滲漏沉積物在沉積柱上部10厘米表現出地球化學和滲漏差異。非滲漏沉積物中氧氣滲透最深（4毫米），但與蛤床沉積物（3毫米）相似，具有典型的擴散濃度剖面。相比之下，微生物墊沉積物中幾乎沒有氧氣滲透（<0.1 mM）。

每個研究的生境都表現出獨特的硫化物剖面。蛤床沉積物中的硫化物濃度比非滲漏沉積物高一個數量級，而微生物墊沉積物中的硫化物濃度又比蛤床沉積物高一個數量級。在微生物墊巖心中測量到高濃度的硫化物（巖心最大值14至20 mM），并達到沉積物-水界面。微生物墊巖心的硫化物剖面表明有強烈的硫化物從下方通量上來。在蛤床中，上部4厘米（我們在管狀巖心中觀察到Vesicomya pacifica足部延伸的深度）未檢測到硫化物。在該區域下方，硫化物隨深度增加，在約9厘米深度達到最高濃度，高達2 mM，表明存在一個明確的局部硫酸鹽還原產生的硫化物區。在非滲漏沉積物中，上部3至7厘米沉積深度處不存在硫化物或硫化物濃度較低（<0.2 mM）。微電極數據揭示了微生境之間在"無硫化物"沉積物（此處定義為<0.1 mM H2S）的數量和分布上的差異。該區域在微生物墊沉積物中僅限于表層水界面，在蛤床沉積物中限于上部4厘米，在大多數非滲漏沉積物中則覆蓋了整個取樣深度的沉積柱（至12厘米）。

圖4. 微生物墊、蛤床和非滲漏沉積物中氧氣和硫化物的微電極剖面。注意各硫化物圖的不同比例尺。

上覆水體和沉積物性質

研究期間，底層水溫度范圍為5.28至5.75°C，鹽度范圍為33.2至33.6，氧氣濃度范圍為0.24至0.48毫升/升。先前對該地點蛤床沉積物在1997年采集的重復樣品分析得出平均沉積物值為：12.4%CaCO3，0.97%有機碳，0.06%有機氮，C:N比為16.8。2000年未進行額外的沉積物分析。

巨型動物

研究區域的大部分支持以刺胞動物（Anthomastus ritteri）、蛇尾類、海星（Rathbunaster californicus）和主要由裸蓋魚（Anoplopoma fimbria）組成的大型底棲游泳動物種群為主的表生動物群落。微生物墊和Vesicomya pacifica聚集是甲烷滲漏的主要表面表現。太平洋甲烷滲漏處的vesicomyid蛤形成了一個物種復合體，但分子研究證實了鰻河區域V.pacifica的身份。微生物墊主要由Beggiatoa-like絲狀細菌組成。船載視頻反饋的海底觀測顯示，大型腹足類Neptunea sp.以V.pacifica為食。裸蓋魚在工作區域很常見，并在潛水期間徘徊在ROV附近。觀察到它們攪起并抓取滿口的沉積物，表明它們以滲漏處的底棲動物為食。