作者：林立虹
甲烷是重要的溫室氣體，其於百年時間尺度的吸熱能力，可達二氧化碳的25倍，雖然於大氣的濃度不高，仍可貢獻20-25%的溫室效應，成為近年碳排查重要的目標。甲烷與其他石化燃料也是我們仰賴最深的能源與原料源，為社會經濟與文明發展重要的驅動力。對於永續發展，甲烷扮演了兩種截然不同的角色，促使地球科學家不斷嘗試運用各種新的工具，探究其成因、遷移與形成後的轉變。
於悅婷最新的研究中，我們結合了叢集同位素（甲烷與氮）與其他同位素標記（氦同位素、二氧化碳碳同位素、水的氫氧同位素），討論了台灣與鄰近海域泥火山與滲漏體逸出之氣體成因與可能影響其成分或是同位素特徵的機制。
叢集同位素成份意指稀有同位素雙重取代分子的豐度，對於甲烷而言，這通常是指13CH3D或12CH2D2的豐度，若其豐度是代表隨機分佈的狀態，則可直接指示其形成或平衡的溫度，也就是說任一叢集同位素成份，皆可做為溫度的函數；若同時運用雙叢集同位素溫度計，則可檢驗樣本甲烷形成溫度估算的一致性，並據以確認是否達成平衡。這種溫度計不同於傳統整體同位素概念需要兩種並存相的同位素成分，才可計算平衡溫度，減少並存相假設的高度不確定性。當然，近年來更多的研究，則更進一步探討各種動力學機制（微生物生成與消耗、再平衡、遷移），如何改變甲烷的叢集同位素成份，進而解析甲烷形成機制的相對貢獻或形成之後遷移與反應路徑。氮叢集同位素（15N15N）成份的概念亦然，可用於解析深部地函與地殼相對於大氣的貢獻比例，並進而討論隱沒或岩漿作用中揮發性氣體的收支。
叢集同位素的測量並不是隨手可得，先決條件是需要質量解析度達40000以上的質譜儀，才容易屏除干擾訊號進行測量；而每筆資料的獲得，更需歷時一天半以上的儀器時間。我們有幸可以使用UCLA Young實驗室的超高解析度氣相質譜儀進行分析，才得以完成這樣的工作。
發表連結：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GC010791