Thermal intensification of microbial Fe(II)/Fe(III) redox cycling in a pristine shallow sand aquifer on the Canadian Shield
Notice bibliographique
Résumé
This investigation evaluates spatial relationships between summer (July) groundwater temperatures and Fe(II)/Fe(III) biogeochemical cycling over a five year period in a shallow pristine sand aquifer at Meilleurs Bay near Deep River, Ontario, Canada. A warm subsurface thermal island of 12.5–16.1 °C, compared to background conditions of 10–11 °C, was manifest in contour maps of average groundwater temperature over the study period. The warm zone coincided with an area of convergent groundwater flow, implicating horizontal heat transfer by advective convection as the reason for elevated temperatures. Additionally, high concentrations of dissolved Fe(II) and Fe(III) overlapped the warm thermal island, indicative of increased rates of bacterial Fe(II)-oxidation and Fe(III)-reduction. A depletion in the modal abundance of Fe(II)-bearing minerals, notably amphibole and biotite, inside the area of the warm thermal island was also observed, suggesting enhanced mineral dissolution owing to chemoautotrophic Fe(II)-oxidation coupled to the reduction and fixation of dissolved inorganic carbon as biomass. Throughout the aquifer, redox conditions were poised in terms of Eh and pH close to equilibrium with respect to the Fe(II)/Fe(OH)3 couple, feasibly enabling simultaneous bacterial Fe(II)-oxidation and Fe(III)-reduction with an adequate supply of electron acceptors and donors, respectively. The significance of higher groundwater temperature as a determinant of elevated dissolved Fe(II) and Fe(III) concentrations induced by thermal intensification of microbial biogeochemical activities yielded Pearson product-moment correlations in which temperature alone, as a single independent variable, explains almost 30 to nearly 60 percent of the variation in the measured dissolved Fe(II) and Fe(III) concentrations in the groundwater. These results emphasize the important influence of thermal conditions on biogeochemical processes in aquifers coupled to the development of steep gradients in groundwater quality over short distances in shallow unconfined groundwater systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 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)
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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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».