Rate of growth of isolated bubbles in sediments with a diagenetic source of methane
Notice bibliographique
Résumé
Observation of bubbles in estuarine and coastal sediments indicates that bubbles at or below 10 cm depth grow on seasonal time scales (May‐October). In order to determine the controls on this growth rate, we have constructed a diffusion‐reaction model that accounts for the dynamics of methane formation, its diffusion through pore waters, its incorporation into a bubble, and the consequent growth of the bubble. The model produces an explicit equation for the radius of a growing bubble, R(t), with time using mean parameter values and under the assumption that the mechanics of the sediment response to growth can be neglected: [equation]. where w is the porosity, D is the tortuosity‐corrected diffusivity, cg is the concentration of gas in the bubble, S is the rate of methanogenesis near the bubble, R1 is the half‐separation distance between bubbles (R1 k R), c1 is the ambient CH4 concentration, c0 is the pore‐water CH4 concentration at R, t is time, and R0 is the initial bubble radius, if not zero. The effects of the source S and supersaturation (c1 2 c0), thus, appear as separate contributing terms, and this formula can then be applied even in those cases where apparently c1 ≈ c0. The model is applied to three sediments where bubbles have been previously studied, i.e., Cape Lookout Bight (USA), White Oak River (USA) and Eckernfoörde Bay (Germany). In all three cases, using the site‐specific time‐averaged parameter values, the model predicts seasonal growth rates, consistent with the observations. Furthermore, the source term dominates the rate of growth at the first of these two sites, whereas diffusion from the ambient supersaturation dominates at the German location. Real bubbles may follow a more complicated growth history than predicted by the above equation because of the mechanical properties of sediments; nevertheless, the overall growth times are concordant with ultimate diffusion control. The effects of rectified diffusion, that is, the pumping of gas into a bubble by pressure oscillations, e.g., from waves and tides, were also examined. Existing models for that process suggest that it is negligible, due to the low frequency of these types of oscillations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».