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Sulfate-dependent anaerobic oxidation of methane at a highly dynamic bubbling site in the Eastern Sea of Marmara (Çinarcik Basin)

Authors :
Germain Bayon
Nicolas Chevalier
Emmanuel Ponzevera
Barbara M.A. Teichert
Harald Strauss
Nikolaus Gussone
Livio Ruffine
Institut für Geologie und Paläontologie
Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU)
Cycles biogéochimiques marins : processus et perturbations (CYBIOM)
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN)
Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Institut fûr Mineralogie
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne)
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
MARSITECruise expedition
Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
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Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Source :
Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, Elsevier, 2018, 153, pp.79-91. ⟨10.1016/j.dsr2.2017.11.014⟩, Deep-sea Research Part Ii-topical Studies In Oceanography (0967-0645) (Pergamon-elsevier Science Ltd), 2018-07, Vol. 153, P. 79-91, Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 2018, 153, pp.79-91. ⟨10.1016/j.dsr2.2017.11.014⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
Elsevier BV, 2018.

Abstract

During the MARSITECruise expedition in November 2014 on board the RV Pourquoi Pas?, multidisciplinary sampling was carried out with the ROV Victor 6000 in order to investigate biogeochemical processes taking place at cold seep environments in the Sea of Marmara. Pore water, bottom water, sediment and authigenic carbonate samples were collected from two short push cores (MRS-DV5-PC04 − 8 cm, MRS-DV5-PC01 − 12.5 cm) at an active methane bubbling site in the southeastern part of the Cinarcik Basin. Sulfate sulfur and oxygen isotope data as well as sulfide isotope data indicate that sulfate-dependent anaerobic oxidation of methane is the dominant process in the sediments. This is confirmed by archaeal lipids diagnostic for anaerobic methane oxidizers detected with strong 13C-depletions. The available data even allows to distinguish the dominant AOM assemblages. Specific lipid patterns are consistent with a dominance of ANME-2 archaea within the microbial community. Abundant authigenic carbonates (mostly aragonite), found at all depths, show a narrow range in δ13C values between −27.69‰ and −33.40‰. The carbon isotopic composition of the dissolved inorganic carbon as well as strontium and calcium isotopes confirm that the current reaction zone (sulfate-methane transition zone) starts at the bottom of the core. All shallower carbonates are witnesses of paleo seepage activity. U-Th dating of four pure aragonite samples show the short time span that is preserved in core MRS-DV5-PC01 (235 ± 60 yr B.P.). Two major earthquakes of 1766 CE and 1754 CE in the Cinarcik Basin might potentially have triggered the increased seepage of methane at this location.

Details

ISSN :
09670645
Volume :
153
Database :
OpenAIRE
Journal :
Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography
Accession number :
edsair.doi.dedup.....dcafd6709dc3ae18438183d225135c9b
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2017.11.014