Modelling the influence of ecological interactions on reactive transport processes in sediments
Meysman, F. (2001). Modelling the influence of ecological interactions on reactive transport processes in sediments. PhD Thesis. Netherlands Institute of Ecology/NIOO: Yerseke. ISBN 90-74638-11-2. 213 pp.
|
| Beschikbaar in | Auteur |
|
Documenttype: Doctoraat/Thesis/Eindwerk
|
| Trefwoorden |
Disciplines > Chemistry
Ecology
Hydrology
Inorganic compounds > Oxides > Water
Model
Sediment
Marien/Kust; Brak water |
| Abstract |
In de natuurwetenschappen is het al geruime tijd bekend dat bodemorganismen de textuur, structuur en samenstelling van bodems en sedimenten sterk kunnen veranderen. Charles Darwin (1881) deed al onderzoek naar de graafactiviteiten van regenwormen en hij maakte een gedetailleerde studie van de wijze waarop deze organismen bodemprocessen beïnvloeden. Ook in aquatische sedimenten (i.e. de waterverzadigde bodem van oceanen, estuaria, meren en rivieren) is er meestal een rijke en diverse bodemgemeenschap aanwezig, die leeft van de flux van organisch materiaal en zuurstof aangevoerd uit de bovenliggende waterkolom. Aquatische sedimenten zijn daardoor biogeochemisch zeer actief, waarbij fysische, chemische en biologische processen sterk met elkaar verweven zijn. De wetenschappelijke term "vroege diagenese" wordt meestal gebruikt om het geheel van biogeochemische transformaties in oppervlakte sedimenten aan te duiden. De studie van vroege diagenese wordt bemoeilijkt door de vele processen die in rekening dienen gebracht en door de vaak niet-lineaire interacties tussen deze processen. Via computersimulatie beschikt men over een krachtig instrument om de complexiteit inherent aan vroege diagenese aan te pakken. Recentelijk werden dan ook een aantal gesofisticeerde vroeg-diagenetische modellen ontwikkeld (b.v. Soetaert et al, 1996; Van Cappellen and Wang, 1996; Boudreau, 1996; Wijsman et al., 2001). Gezien benthische organismen een centrale rol spelen in vroege diagenese, vormt de modelformulering van biologische interacties een cruciaal onderzoeksdomein. Vanuit een geochemisch oogpunt, is een gedetailleerde beschrijving van bioturbatie (i.e. allerhande biologisch gemedieerd transport) noodzakelijk voor het modelleren van reactief transport in sedimenten (Goldberg and Koide, 1962; Schink and Guinasso, 1975; Aller, 1980; Boudreau, 1986 a, b). De relatie tussen biologie en geochemie is echter wederzijds, vermits een gedetailleerde beschrijving van het sediment een beter inzicht kan verschaffen in de leefomstandigheden van de organismen. Het onderzoek uitgevoerd in het kader van dit doctoraat omvat een herziening en uitbreiding van de huidige mathematische beschrijving van vroege diagenese, en focust daarbij op een consistente, mechanistische en realistische beschrijving van biologische interacties in aquatische sedimenten. Dit proefschrift gaat vrij theoretisch van start, met een kritische benadering van de fundamenten waarop de huidige theorie gebouwd is, om tenslotte zeer pragmatisch te besluiten, met de presentatie van een gebruiksvriendelijk en numeriek efficient software-pakket voor de simulatie van vroeg-diagenetische processen. Uiteindelijk zullen de drie hoofdcomponenten van het modelleringsproces in het verloop van het proefschrift aan bod komen: (1) de wiskundige modeformulering in hoofdstuk [1] tot [4], (2) de numerieke oplossingsmethode in hoofdstuk [5], en (3) de software implementatie van model en oplossingsmethode in hoofdstuk [6]. |
|
