研究方向
本實驗室旨在結合同位素分析、標定與有機化學分析等多種途徑，探討海床底部環境（含沉積物與熱液變質區）的生物地球化學作用。在第一個五年（2013-2017），本實驗室將把重心放在溶解態有機物（dissolved organic matter, DOM）之組成與轉變。
為何要分析DOM？
DOM是個奇異的複雜混合物。從原核生物（細菌或古菌；海洋環境的主要居民）的角度來說，大部分它們立即可「食」的有機物均為溶解態[1]；因此，顆粒態有機物在沉積物的降解過程，DOM被視為一個重要的中間碳池，可透過對DOM組成的分析了解微生物們「吃喝拉撒」的程度；但另一方面，前人[2]對海水與孔隙水DOM的分析均指出，DOM的生物降解性低，甚至有人提出「微生物碳泵」[1]的概念，認為微生物們把有機物轉變成低降解性的DOM分子後，可以減低DOM的碳被轉化為二氧化碳的速率。要釐清這些看似矛盾的性質，須對DOM的分子組成與轉變機制有更深入的了解。
如何分析？
DOM有許多分析方法，大體可分為光譜學、質譜學或單體測定三大方向。本研究室將著重質譜學與單體測定，前者可以對結構進行鑑定以及半定量，後者則可達成絕對定量，但所需標本量比前者大。單體測定亦可結合質譜學進行結構鑑定。此外，本實驗室亦進行DOM的穩定同位素分析。
其他輔助工作？
如果說DOM是舞台上的主角，那麼其他的配角與布景的重要性亦不容小覷。沉積環境DOM的變化宜於置早期變質作用的架構下討論，才能了解到重要的生物地球化學過程對DOM的影響。比如說，前人對於海底冷泉區沉積物孔隙水與底層海水的DOM研究[3]顯示，甲烷在氧化過程中可以被轉變成DOM，這就是結合生地化作用與DOM分析的例子。
目前主要研究題材
本實驗室目前鎖定以下四種海床環境類型與生地化作用：
- 熱液變質區：熱液變質區最大的特色就是有機物經歷高溫加熱，而高溫加熱可謂海洋沉積物中有機物的最終宿命。研究題材包括加利福尼亞灣的瓜伊馬斯海盆，該海盆是全球少數幾個被富含有機質沉積物覆蓋的熱液變質區，甚至有熱液石油之生成[4]。因此，該研究之重點即在釐清加熱對於DOM生成之影響（想像你在煮一鍋湯……）。未來將拓展至臺灣附近海域之熱液變質區，如龜山島或南沖繩海槽。
- 海底冷泉區：海底冷泉區最大的特色是有好氧與厭氧甲烷氧化作用，而這些作用已被前人證實有轉化甲烷至DOM之可能性[3]。為了了解甲烷轉化成DOM之速率與機制，本研究提議配合「國家型科技計劃」，對臺灣西南海域之海底冷泉區孔隙水與底層海水DOM和其他相關碳池進行調查，其結果亦可作為水合物開採前之環境背景值（與洪慶章教授等人合作；計劃書審查中）。
- 河口區：河口區有複雜多樣的生地化作用。本實驗室選定東亞最大的河口系統之一－－長江口，進行DOM以及其與氮循環之關聯性的探討（與周懷陽教授、高航助理教授等人合作；同濟大學開放基金計劃）。
- 海床深部煤層：地底深部煤層具有大量的碳，經過深埋與加熱可能會釋放DOM，進而促成圍岩中甲烷的生成。本實驗室主持人於2012年參與國際整合海洋鑽探第三三七號航次，取回珍貴的煤炭與層隙水標本，將藉此探討煤層系統DOM之組成和甲烷生成之關係。