ABSTRACT The oxidation of methane in anoxic marine sediments is thought to be mediated by a consortium of methane-consuming archaea and sulfate-reducing bacteria. In this study, we compared results of rRNA gene (rDNA) surveys and lipid analyses of archaea and bacteria associated with methane seep sediments from several different sites on the Californian continental margin. Two distinct archaeal lineages (ANME-1 and ANME-2), peripherally related to the order Methanosarcinales , were consistently associated with methane seep marine sediments. The same sediments contained abundant 13 C-depleted archaeal lipids, indicating that one or both of these archaeal groups are members of anaerobic methane-oxidizing consortia. 13 C-depleted lipids and the signature 16S rDNAs for these archaeal groups were absent in nearby control sediments. Concurrent surveys of bacterial rDNAs revealed a predominance of δ-proteobacteria, in particular, close relatives of Desulfosarcina variabilis . Biomarker analyses of the same sediments showed bacterial fatty acids with strong 13 C depletion that are likely products of these sulfate-reducing bacteria. Consistent with these observations, whole-cell fluorescent in situ hybridization revealed aggregations of ANME-2 archaea and sulfate-reducing Desulfosarcina and Desulfococcus species. Additionally, the presence of abundant 13 C-depleted ether lipids, presumed to be of bacterial origin but unrelated to ether lipids of members of the order Desulfosarcinales , suggests the participation of additional bacterial groups in the methane-oxidizing process. Although the Desulfosarcinales and ANME-2 consortia appear to participate in the anaerobic oxidation of methane in marine sediments, our data suggest that other bacteria and archaea are also involved in methane oxidation in these environments.

Dense biological communities of large epifaunal taxa similar to those found along ridge crest vents at the East Pacific Rise were discovered in the abyssal Gulf of Mexico. These assemblages occur on a passive continental margin at the base of the Florida Escarpment, the interface between the relatively impermeable hemipelagic clays of the distal Mississippi Fan and the jointed Cretaceous limestone of the Florida Platform. The fauna apparently is nourished by sulfide rich hypersaline waters seeping out at near ambient temperatures onto the sea floor.

Research Article| July 01, 1996 Marine pore-water sulfate profiles indicate in situ methane flux from underlying gas hydrate Walter S. Borowski; Walter S. Borowski 1Department of Geology, University of North Carolina, Chapel Hill, North Carolina 27599-3315 Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Charles K. Paull; Charles K. Paull 1Department of Geology, University of North Carolina, Chapel Hill, North Carolina 27599-3315 Search for other works by this author on: GSW Google Scholar William Ussler, III William Ussler, III 2NIWA, P.O. Box 14-901, Wellington, New Zealand Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Geology (1996) 24 (7): 655–658. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1996)024<0655:MPWSPI>2.3.CO;2 Article history first online: 02 Jun 2017 Cite View This Citation Add to Citation Manager Share Icon Share Facebook Twitter LinkedIn MailTo Tools Icon Tools Get Permissions Search Site Citation Walter S. Borowski, Charles K. Paull, William Ussler; Marine pore-water sulfate profiles indicate in situ methane flux from underlying gas hydrate. Geology 1996;; 24 (7): 655–658. doi: https://doi.org/10.1130/0091-7613(1996)024<0655:MPWSPI>2.3.CO;2 Download citation file: Ris (Zotero) Refmanager EasyBib Bookends Mendeley Papers EndNote RefWorks BibTex toolbar search Search Dropdown Menu toolbar search search input Search input auto suggest filter your search All ContentBy SocietyGeology Search Advanced Search Abstract Marine pore-water sulfate profiles measured in piston cores are used to estimate methane flux toward the sea floor and to detect anomalous methane gradients within sediments overlying a major gas hydrate deposit at the Carolina Rise and Blake Ridge (U.S. Atlantic continental margin). Here, sulfate gradients are linear, implying that sulfate depletion is driven by methane flux from below, rather than by the flux of sedimentary organic matter from above. Thus, these linear sulfate gradients can be used to quantify and assess in situ methane flux, which is a function of the methane inventory below. This content is PDF only. Please click on the PDF icon to access. First Page Preview Close Modal You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.

Respired carbon dioxide is an important constituent in the carbonates of most air breathing animals but is much less important in the carbonates of most aquatic animals. This difference is illustrated using carbon isotope data from freshwater and terrestrial snails, ahermatypic corals, and chemoautotrophic and methanotrophic pelecypods. Literature data from fish otoliths and bird and mammal shell and bone carbonates are also considered. Environmental CO2/O2 ratios appear to be the major controlling variable. Atmospheric CO2/O2 ratios are about thirty times lower than in most natural waters, hence air breathing animals absorb less environmental CO2 in the course of obtaining 02. Tissue CO2 therefore, does not isotopically equilibrate with environmental CO2 as thoroughly in air breathers as in aquatic animals, and this is reflected in skeletal carbonates. Animals having efficient oxygen transport systems, such as vertebrates, also accumulate more respired CO2 in their tissues. Photosynthetic corals calcify mainly during the daytime when photosynthetic CO2 uptake is several times faster than respiratory CO2 release. Photosynthesis, therefore, affects skeletal δ13C more strongly than does respiration. Corals also illustrate how “metabolic” effects on skeletal isotopic composition can be estimated, despite the presence of much larger “kinetic” isotope effects.

Seafloor sediment flows (turbidity currents) are among the volumetrically most important yet least documented sediment transport processes on Earth. A scarcity of direct observations means that basic characteristics, such as whether flows are entirely dilute or driven by a dense basal layer, remain equivocal. Here we present the most detailed direct observations yet from oceanic turbidity currents. These powerful events in Monterey Canyon have frontal speeds of up to 7.2 m s-1, and carry heavy (800 kg) objects at speeds of ≥4 m s-1. We infer they consist of fast and dense near-bed layers, caused by remobilization of the seafloor, overlain by dilute clouds that outrun the dense layer. Seabed remobilization probably results from disturbance and liquefaction of loose-packed canyon-floor sand. Surprisingly, not all flows correlate with major perturbations such as storms, floods or earthquakes. We therefore provide a new view of sediment transport through submarine canyons into the deep-sea.

To date, only a few microbial community studies of cold seeps at the South China Sea (SCS) have been reported. The cold seep dominated by tubeworms was discovered at South Yungan East Ridge (SYER) offshore southwestern Taiwan by miniROV. The tubeworms were identified and proposed as Paraescarpia formosa sp. nov. through morphological and phylogenetic analyses. The endosymbionts in the trunk of P. formosa analyzed by a 16S rRNA gene clone library represented only one phylotype, which belonged to the family Sedimenticolaceae in Gammaproteobacteria. In addition, the archaeal and bacterial communities in the habitat of tubeworm P. formosa were investigated by using high-phylogenetic-resolution full-length 16S rRNA gene amplicon sequencing. The results showed that anerobic methane-oxidizing archaea (ANME)-1b was most abundant and ANME-2ab was minor in a consortia of the anerobic oxidation of methane (AOM). The known sulfate-reducing bacteria (SRB) partners in AOM consortia, such as SEEP-SRB1, -SRB2, and -SRB4, Desulfococcus and Desulfobulbus, occurred in a small population (0–5.7%) at the SYER cold seep, and it was suggested that ANME-1b and ANME-2ab might be coupled with multiple SRB in AOM consortia. Besides AOM consortia, various methanogenic archaea, including Bathyarchaeota (Subgroup-8), Methanocellales, Methanomicrobiales, Methanosarcinales, Methanofastidiosales and Methanomassiliicoccales, were identified, and sulfur-oxidizing bacteria Sulfurovum and Sulfurimonas in phylum Epsilonbacteraeota were dominant. This study revealed the first investigation of microbiota in and around tubeworm P. formosa discovered at the SYER cold seep offshore southwestern Taiwan. We could gain insights into the chemosynthetic communities in the deep sea, especially regarding the cold seep ecosystems at the SCS.

Abstract Substantial seafloor morphological changes are rapidly occurring along the Canadian Arctic shelf edge. Five multibeam bathymetric mapping surveys, each partially covering a 15 km 2 study area between 120‐ and 200‐m water depth, were conducted over a 12‐year time period. These surveys reveal that 65 new craters have developed between 2010 and 2022, averaging 6.5 m and reaching up to 30 m deep. Remotely operated vehicle investigations revealed massive ice outcrops exposed on two newly formed crater flanks. This ice is not relict subaerially formed Pleistocene permafrost because it is hosted in sediments which were deposited in a submarine setting post‐deglaciation. Low salinity porewater and sediment core ice samples with depleted oxygen isotopic compositions indicate waters with a meteoric signature are discharging and freezing in this area. These ascending brackish groundwaters are likely derived in part from thawed relict permafrost hundreds of meters under the continental shelf. They refreeze as they approach the −1.4°C seafloor, leading to the development of widespread, near seafloor, sub‐bottom ice layers. Conditions appropriate for ice melting also exist nearby where ice is exposed to seawater or warmed by ascending groundwater. Small variations in temperature and salinity lead to shifts between freezing of ascending brackish groundwater or melting of near seafloor ice layers. These conditions have produced a dramatic submarine thermokarst morphology riddled with multi‐aged depressions. Thermokarst geohazards may exist, unmapped, on other Arctic margins with groundwater channeled toward the shelf edge by a relict permafrost cap, and sufficiently cold shelf edge bottom water temperatures.