A lattice-automaton bioturbation simulator with coupled physics, chemistry, and biology in marine sediments (eLABS v0.2)
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Seawater–sediment interaction is a crucial factor in carbon and nutrient cycling on a wide range of spatial and temporal scales. This interaction is mediated not just through geochemistry but also via biology. Infauna vigorously mix sediment particles, enhance porewater–seawater exchange, and consequently, facilitate chemical reactions. In turn, the ecology and activity of benthic fauna are impacted by their environment, amplifying the sensitivity of seawater–sediment interaction to environmental change. However, numerical representation of the bioturbation of sediment has often been treated simply as an enhanced diffusion of solutes and solids. Whilst reasonably successful in representing the mixing of bulk and predominantly oxic marine sediments, the diffusional approach to bioturbation is limited by a lack of environmental sensitivity. To better capture the mechanics and effects of sediment bioturbation, we extend a published bioturbation model (Lattice-Automaton Bioturbation Simulator; LABS) by adopting a novel method to simulate realistic infaunal behavior that drives sediment mixing. In this new model (extended LABS – eLABS), simulated benthic organism action is combined with a deterministic calculation of water flow and oxygen and organic matter concentration fields to better reflect the physicochemical evolution of sediment in response to bioturbation. The predicted burrow geometry and mixing intensity thus attain a dependence on physicochemical sedimentary conditions. This interplay between biology, chemistry, and physics is important to mechanistically explain empirical observations of bioturbation and to account for the impact of environmental changes. As an illustrative example, we show how higher organic rain can drive more intense sediment mixing by “luring” benthic organisms deeper into sediments, while lower ambient dissolved oxygen restricts the oxic habitat depth and hence tends to reduce bulk mixing rates. Our model, with its oxygen and food availability controls, is a new tool to interpret the trace fossil record, e.g., burrows, as well as to explore biological engineering of past marine environments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
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 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 ».