Paleoceanographic investigations in the Arctic and north Atlantic are crucial to understanding past and current climate change, in particular considering amounts of pressure-temperature sensitive gas stored in marine sediments of the region. Many paleoceanographic studies are based on foraminiferal oxygen and carbon stable isotope compositions (δ18O, δ13C) from either planktonic specimens, benthic specimens or both. However, in seafloor regions promixal to high upward methane fluxes, such as where seafloor gas emission and shallow gas hydrate-bearing sediment occur, foraminiferal δ18O and δ13C display a wide range of values. Our study focuses on foraminiferal stable isotope signatures in shallow sediment at core sites in the Arctic and North Atlantic affected by significant upward flow of methane. This includes cores with shallow sulfate methane transitions that are adjacent to seeps and containing gas hydrate. We place emphasis on potential effects due to gas hydrate dissociation and diagenesis. Gas hydrate dissociation is known to increase pore-water δ18O, but our results indicate that precipitation of methane-derived authigenic carbonate (MDAC) also affects the foraminiferal δ18O of both planktonic and benthic species. In addition to this post-depositional overprint, we investigate the potential bias of the stable isotope record due to ontogenetic effects. Our data show that the size fraction does not impact the isotopic signal of planktonic and benthic foraminifera.

中文翻译：

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有孔虫 δ18O 揭示了北极和北大西洋沉积物中气体水合物的分解

北极和北大西洋的古海洋学调查对于了解过去和现在的气候变化至关重要，特别是考虑到该地区海洋沉积物中储存的压力-温度敏感气体的数量。许多古海洋学研究基于浮游生物标本、底栖标本或两者的有孔虫氧和碳稳定同位素组成（δ18O、δ13C）。然而，在靠近高甲烷通量的海底区域，例如海底气体排放和浅层含天然气水合物沉积物，有孔虫 δ18O 和 δ13C 显示出广泛的值。我们的研究侧重于受甲烷大量向上流动影响的北极和北大西洋核心地点浅层沉积物中的有孔虫稳定同位素特征。这包括具有浅硫酸盐甲烷转变的岩心，这些岩心与渗漏相邻并含有天然气水合物。我们强调天然气水合物分解和成岩作用的潜在影响。已知天然气水合物分解会增加孔隙水 δ18O，但我们的结果表明，甲烷衍生的自生碳酸盐 (MDAC) 的沉淀也会影响浮游和底栖物种的有孔虫 δ18O。除了这种沉积后叠印之外，我们还研究了稳定同位素记录由于个体遗传效应而产生的潜在偏差。我们的数据表明，尺寸分数不会影响浮游和底栖有孔虫的同位素信号。已知天然气水合物分解会增加孔隙水 δ18O，但我们的结果表明，甲烷衍生的自生碳酸盐 (MDAC) 的沉淀也会影响浮游和底栖物种的有孔虫 δ18O。除了这种沉积后叠印之外，我们还研究了稳定同位素记录由于个体遗传效应而产生的潜在偏差。我们的数据表明，尺寸分数不会影响浮游和底栖有孔虫的同位素信号。已知天然气水合物分解会增加孔隙水 δ18O，但我们的结果表明，甲烷衍生的自生碳酸盐 (MDAC) 的沉淀也会影响浮游和底栖物种的有孔虫 δ18O。除了这种沉积后叠印之外，我们还研究了稳定同位素记录由于个体遗传效应而产生的潜在偏差。我们的数据表明，尺寸分数不会影响浮游和底栖有孔虫的同位素信号。