Оңтүстік Гидрат жотасы - Википедия - Southern Hydrate Ridge

Оңтүстік Гидрат жотасы, шамамен 90 км теңізде орналасқан Орегон жағалауы, оңтүстік бөлігінде орналасқан метанның сіңуінің белсенді учаскесі Гидрат жотасы. Ол шамамен 800 м тереңдікте солтүстік-шығыс-оңтүстік-оңтүстік-батысқа қарай созылып, ұзындығы 25 км және 15 км-ге созылады[1]. Оңтүстік Гидрат жотасы адам айналысқан көптеген суасты сүңгуірлерінің орны болды Элвин сүңгуір қайық, көптеген роботталған көліктердің кең сапарлары, соның ішінде канадалық ROV ROPOS, Джейсон (АҚШ-тың ұлттық терең суасты құрылғысы), және Тибурон (MBARI) және метанның жер қойнауында таралуы өзгеруін құжаттайтын уақыттық геофизикалық зерттеулер[2][3]. Бұл сондай-ақ ұлттық ғылыми негіздердің аймақтық кабельдік массивінің негізгі сайты болып табылады Мұхит обсерваторияларының бастамасы (OOI), оған жарық жылдамдығымен 24/7/365 сағаттық жағалауға тірі деректерді жіберетін кабельді аспаптардың сегіз түрі, сондай-ақ қосылмаған аспаптар кіреді.

Оңтүстік Гидрат жотасының орналасқан жері (қара жебемен көрсетілген). Жасыл жұлдыз Ньюпорт Орегонның орналасқан жерін белгілейді.

Геологиялық фон

Арқылы Оңтүстік Гидрат жотасының геологиялық тарихы қалпына келтірілді сейсмикалық бейнелеу[4], шығу тегі бойынша шектеулерді қамтамасыз етеді метан мұзы осы аймақта орналасқан кен орындары. Гидрат жотасы - аймақта ақаулар бойымен Каскадия Теңіз жағалауларынан шекара шекарасынан маргеюге ауысу. Бұл ақауларды қайта бағдарлау ауысуға сәйкес келеді шөгінді жинақтау субдукцияға осы белсенді аккредиенттік шекарада. Теңіз жағалауы ақаулар төменгі жағынан ~ 7 км-ге дейін созылатын жотаның деформациясының алдыңғы жағын сипаттаңыз саммит. Оңтүстік Гидрат жотасын көтеруді бастау шамамен 1 миллион жыл бұрын басталған деп болжануда[5].

Шөгінді сипаттамалары

Балшыққа бай шөгінділер Оңтүстік Гидрат жотасынан табылды. Бұл шөгінділер Плейстоцен дейін Голоцен жасы бойынша және 29% құрайды смектит, 31% иллит және 40% (хлорит + каолинит ) орташа есеппен. Плейстоцен-голоцен негізінде жатыр қабаттар кеш -Плиоцен -плейстоцен жинақтау материалы, құрамында 38% смектит, 27% иллит және 35% (хлорит + каолинит) бар. Қалың өткізгіш ірі түйіршікті аймақ ластанулар шөгінділердің негізінде жатыр.

Каскадияның аккредитивті шегінде орналасқан[3], бұл аймақта шөгінділердің жиналуы екіге байланысты субдукция байланысты процестер:

  1. Шөгінділерді субдукциядан тазарту Хуан де Фука тәрелкесі үстіңгі қабатқа Солтүстік Америка табақшасы, және
  1. Субдукцияланған шөгінділердің үстіңгі қабатына қабаттастыру[4].

Шөгінділердің үздіксіз дуплекстелуі мен астарлануы көтерілу арқылы шөгінділердің қоюлануын тудырды. Сонымен қатар, осы аймақтағы тығыздау және сусыздандыру жергілікті тері қысымының жоғарылауына әкелді.

Метан мұзы Оңтүстік Гидрат жотасында

Оңтүстік Гидрат жотасындағы метан мұзы таяз шөгінділерде табылған, ал теңіз қабатында сирек кездеседі. Оңтүстік Гидрат жотасы жоғарғы жағында орналасқандықтан континенттік беткей, аймақтық гидраттың тұрақтылық аймағы (RHSZ), бұл шөгінділердің қысымымен және температурасымен бақыланады[6], өте таяз[7]. Шөгінділердегі органикалық материалдарды микробтар пайдаланады, олар шөгінділердің метан қанықтылығын тудырады, метан мұзы RHSZ ішінде пайда болады[8] . RHSZ негізі метан-мұзға бай шөгіндіден, сазды шөгіндіге ауысуды белгілейді. RHSZ мен оның астындағы шөгінділер арасындағы импеданс қарама-қарсылығының арқасында RHSZ тереңдігін сейсмикалық бейнелеу әдістерін қолдану арқылы анықтауға болады.[4].

Микроб-медиацияланған карбонат түзілімдері

Метан гидратының түзілуі экстенсивтіге байланысты автогенді карбонат. Бұл карбонат шөгінділері жергілікті заттармен байланысты химосинтетикалық сульфидті тотықтырғыш сияқты қауымдастықтар бактериялар, мидия, весикомиидті ұлулар, ұлулар және түтік құрттар (дегенмен түтік құрттары Оңтүстік Гидрат жотасында байқалмайды)[9]. Метанға бай сұйықтықтардың миграциясы мен шығуы және микробтардың өзара әрекеттесуі метанның анаэробты тотығуы арқылы хемогермдердің пайда болуына әкелуі мүмкін. [10]. Оңтүстік Гидрат жотасында негізгі ағынды жерді қоршап тұрған автигенді карбонат тастан тұратын жұмсақ тастан басқа, биіктігі шың деп аталатын биіктігі 60 метрлік карбонат кен орны бар. Шыңнан шыққан карбонатты материалдың уран-ториймен анықталуы шыңның ~ 7000 мен 11000 жас аралығында екенін көрсетеді [11].

Метанның жел шығаруы: кеңістіктік және уақытша үзіліс

Метанның желдетуіне метанның сұйықтық түрінде бөлінуі және метанның мұзы диссоциацияланған кезде метанның сіңуінен газдар кіреді. Жоғарғы континенттік баурайда тар RHSZ болғандықтан, Оңтүстік Гидрат жотасындағы метан мұзы метаболизмге ие, сондықтан теңіз қабатының температурасы өзгереді қысым метан мұзының тұрақсыздануына және сұйықтық пен газға бөлінуіне әкелуі мүмкін[7].

Оңтүстік Гидрат жотасында метанның шығуы өтпелі және эпизодтық екені байқалды[8] сағаттардан тәуліктерге уақытша ауытқулармен[3][12]. Бұл аймақ бірнеше жел шығаратын орындармен сипатталады. басқаша көрінеді деп ойлайды сыну желілер[12]. Белсенді желдету ашық сыну желілерін ұстап тұруы мүмкін, ал сынықтар ауа шықпаған кезде гидратпен толтырылуы мүмкін. Желдету қайта іске қосылған кезде, жаңа сыну жүйесі құрылуы мүмкін. Бұл ағып жатқан жерде ауа шығарудың уақытша және кеңістіктегі ауытқулары байқалғанымен, жергілікті желдету жылдамдығы алты реттік шамадан жоғары болатыны анықталды.[9]: басқару элементтері әлі де жақсы түсінілмеген[3][12]. Осы сайттағы жаңа аспаптар, соның ішінде Бремен Университеті жасаған кабельді көпқабатты сонарлы жүйелер, енді Оңтүстік Гидрат жотасының бүкіл су асты аймағын бейнелейді, әр екі сағат сайын шелектерді іздейді. «Эйнштейнс Гротто» негізгі зерттеу учаскесіндегі sonar және сандық сандарға шолу, шламдардың уақытша, кеңістіктегі және интенсивтілігі және метан ағынының осы жоғары динамикалық ортадан мөлшерін анықтау туралы жаңа түсініктер береді.

Маңыздылығы

Метанды теңіз жағалауынан шығару атмосфера өткенге әсер еткен болуы мүмкін климаттың жылынуы сияқты оқиғалар Палеоцен-эоцен жылулық максимумы (PETM).[13][14] Шеткі ортада метан түрінде ұсталатын Гигатон көміртегі бар деп болжануда және метанның ағып кетуі бүкіл әлемде 5-тен 10% -ке дейін болады деп есептеледі. атмосфералық метан[3].

Ғылыми зерттеу

Метан табылғаннан бастап, жаңа микробтық және макроэмиссиялық инфекциялар пайда боладыфауна Гидрат жотасында 1986 жылы Оңтүстік Гидрат жотасы кең зерттеу алаңына айналды[4]. Қазіргі уақытта бұл OOI аймақтық кабельдік массивіндегі зерттеу алаңдарының бірі[2]. Инфрақұрылым, оның ішінде әртүрлі аспаптар жиынтығы орнатылып, 2014 жылы толықтай жұмыс істей бастады. Қазіргі уақытта осы сайтта орналасқан датчиктер [2]:

  • Қысым сенсоры үстіңгі қабаттағы су бағанының қысымын өлшейді және метанның шығуына ай толқындарының әсерін зерттеу үшін орнатылады.
  • Акустикалық доплерограф (ADCP) акустикалық сигналдардың көмегімен аймақтағы су профилінің ағымдағы жылдамдығын өлшейді. Бұл құралды OOI жылу, масса және импульс жергілікті ағындарын түсіну үшін орнатады[2]. Мұндай қосымшаның мысалы ретінде көпіршікті түндердің эволюциясын зерттеу болып табылады[15].
  • Сандық фотокамера метан шламдары сияқты теңіз морфологиясы мен биологиясындағы өзгерістерді жазады. Бұл қалай түсінуге маңызды жергілікті жүйе және биосфера уақыт бойынша дамиды.
  • Масс-спектрометр еріген газ концентрациясын өлшейді, бұл жергілікті жерді түсіну үшін маңызды биогеохимиялық метанның теңіз түбінен бөліну процестері мен мөлшерін анықтау.
  • Төмен жиілікті Гидрофон сейсмикалық белсенділікті зерттеу үшін су бағанында таралатын дыбыстық толқындарды тіркейді.
  • Төменгі мұхит Сейсмометрлер анықтау сейсмикалық жергілікті және аймақтық ауқымдағы қызмет. Қазіргі уақытта Оңтүстік Гидрат жотасында үдеткіші бар бір кең жолақты сейсмометр және үш қысқа мерзімді сейсмометр бар (жер қойнауындағы сынықтардың таралуы туралы түсінік бере алатын жергілікті сейсмикалық оқиғаларды тексеру үшін).
  • 'Osmo' Fluid Sampler сұйықтықты капиллярлық түтікше тәрізді түтікке тарту арқылы су ағып жатқан жерден шығатын сұйықтықты зерттейді.
  • Бентикалық ағын датчиктері мұхитқа метан мен сульфидтің жергілікті ағынын анықтау үшін маңызды болатын тұнбаға түсетін және шығатын сұйықтықтың шығынын өлшейді.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Лиу және Флемингс. (2006). Орегонның оңтүстігіндегі Гидрат жотасынан гидраттың тұрақтылық аймағы арқылы газды өткізу. Жер және планетарлық ғылыми хаттар, 241(1-2), 211-226.
  2. ^ а б c г. «Оңтүстік Гидрат жотасы». интерактивті мұхиттар. Вашингтон.еду. Алынған 2018-10-16.
  3. ^ а б c г. e Филипп, Б., Денни, А., Соломон, Э. Және Келли, Д. (2016). Көпіршікті түтікшенің өзгергіштігін және су бағанының метан таралуын уақыт бойынша сериялы өлшеулер, Орегон, Оңтүстік Гидрат жотасынан жоғары. Геохимия, геофизика, геожүйелер, 17(3), 1182-1196.
  4. ^ а б c г. «ГЕОЛОГИЯЛЫҚ ТАРЫХЫ ОҢТҮСТІК ГИДРАТ РИДЖІ». www-odp.tamu.edu. Алынған 2018-10-16.
  5. ^ Шевальье, Дж., Треху, А., Джонсон, Н., Бэнгс, Х. және Джек Мейер. (2005). Сейсмикалық реттілік стратиграфиясы және оңтүстік гидрат жотасының тектоникалық эволюциясы. Мұхит бұрғылау бағдарламасының материалдары: ғылыми нәтижелер, 204, .
  6. ^ Bangs, N. L., Musgrave, R. J., & Tréhu, A. M. (2005). Орегондағы теңізден кейінгі жылынудан кейін оңтүстік Гидрат жотасы газ гидратының тұрақтылық аймағында жоғары жылжулар. Геофизикалық зерттеулер журналы: Қатты жер, 110(B3).
  7. ^ а б Ruppel, C. D. (2011) Метан гидраттары және қазіргі климаттың өзгеруі. Табиғат туралы білім 3(10):29
  8. ^ а б Riedel M., M. Sherwath, M. Römer, M. Veloso, M. Heesemann, & G.D. Spence (2018). Каскадия шекарасы бойымен оффшорға шығаратын табиғи газ таратылды. Табиғат байланысы, 9(1), 1-14.
  9. ^ а б Боетиус және Суесс. (2004). Гидрат жотасы: Жер бетіне жақын газ гидраттарынан метанмен қоректенетін микробтардың өмірін зерттейтін табиғи зертхана. Химиялық геология, 205(3), 291-310.
  10. ^ Тейхерт, Б.М., Борман, Г., & Суесс, Э. (2005). Гидрат жотасындағы химохермдер - су бағанына дейін өсетін бірегей микроб-медиацияланған карбонат құрылымдары. Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология, 227(1), 67-85.
  11. ^ Тейхерт, Б.М.А., Эйзенгауэр, А., Борман, Г., Хаазе-Шрамм, А., Бок, Б., & Линке, П. (2003). Гидрата жотасынан U / Th жүйелілігі және аутигенді карбонаттардың жасы, Каскадия Маржаны: сұйықтық ағынының ауытқуын тіркейтіндер. Geochimica et Cosmochimica Acta, 67(20), 3845-3857.
  12. ^ а б c Daigle, H., Bangs, N., & Dugan, B. (2011). Метан гидраты жағдайында өтпелі гидравликалық сыну және газдың шығуы: оңтүстік Гидрат жотасынан алынған мысал. Геохимия, геофизика, геожүйелер, 12(12), N / a.
  13. ^ Katz, M. E., B. S. Cramer, G. S. Mountain, S. Katz және K. G. Miller (2001), бөтелкені шешіп алу: Палеоцен / эоценнің метанның максималды жылу бөлуіне не түрткі болды? Палеоокеанография, 16 (6), 549-562, doi: 10.1029 / 2000PA000615.
  14. ^ Bralower, T., & Bice, D. (ndd). Ежелгі климаттық құбылыстар: максималды палеоцендік эоцен. 13 қазан 2018 ж., Https://www.e-education.psu.edu/earth103/node/639 сайтынан алынды
  15. ^ Филипп, Б., Келли, Д., Соломон, Э., & Делани, Дж. (2016). OOI кабельді массивті акустикалық доплерлердің ағымдық профилін қолдана отырып, Оңтүстік Гидрат жотасындағы метан шығарындыларын бақылау. OCEANS 2016 MTS / IEEE Monterey, 1-5.