气体爆发

一些科学家现在认为，大量甲烷（一种温室气体，其吸热能力几乎是二氧化碳的 30 倍）可能会从海底冒出，加剧全球变暖。事实上，上周在美国地球物理联盟秋季会议上展示的一系列新的研究结果揭示了这种情况可能发生的一些线索。

近年来，人们对水合物的兴趣激增，因为人们认为全球储量蕴藏的燃料能量比世界上所有煤炭、石油和天然气储量的总和还要多。即便如此，这些甲烷水合物也构成了气候威胁。它们非常脆弱：最轻微的温度升高或压力释放都会使其不稳定。当这种情况发生时，一些甲烷会到达海洋表面并进入大气层——它不会在那里停留太久，但它会与氧气反应形成二氧化碳，而二氧化碳会持续数百年甚至数千年。

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研究人员一直在俄勒冈州海岸外 100 公里处，沿着一个名为水合物脊的哑铃状海岬集中研究这一过程，那里因为冰冷沉积物几乎铺满了海底。甲烷，一种碳氢化合物，是天然气和牛放屁的主要成分，被困在泥泞海底的冷冻水形成的晶体笼子内。

大多数情况下，气体缓慢地从水合物层泄漏到上面的海水中。但是，德国基尔海洋地球科学研究中心 (GEOMAR) 的 Erwin Suess 及其同事发现了一条捷径，甲烷通过这条捷径从海底快速到达天空。

1996 年，Suess 及其同事借助研究船 Sonne 成为第一个从海底回收甲烷水合物的团队。然后，去年夏天在水合物脊，他们发现了一些以前从未见过的事情：一些冰箱大小的嘶嘶作响的水合物块从一公里深的海底脱落，在解体前漂浮到水面。

Suess 现在将这种浮力（一种非典型的水合物特征）归因于在冻结前积聚在海底泥浆顶层的大量气泡。Suess 说，从漂浮水合物附近的海底回收的水合物的“气泡结构”中可以找到这种过程的证据。

即使这些碎片没有完整地漂浮到水面，甲烷也会从水合物沉积物中逸出。在 12 月的 AGU 会议上，俄勒冈州立大学的 Robert Collier 展示了水合物脊上方水中甲烷浓度的概况。他的几位同事汇总了他们在去年夏天一系列研究航行期间在 40 多个站点进行的测量结果。

到目前为止，这些泄漏的水合物沉积物似乎并没有构成气候危险。“你可以看到，[甲烷]浓度最高的区域正好位于山脊上方，”Collier 说。“但我们可以提出一个很好的论点，即没有多少甲烷进入大气层。”他的同事，加利福尼亚州洪堡州立大学的 Marie de Angelis 报告说，有证据表明大多数甲烷在到达地表之前氧化成二氧化碳。

由于甲烷水合物对温度非常敏感，华盛顿大学的 Michael Hutnak 及其同事追踪了山脊南部上方水温。他们发现温度振荡似乎随着潮汐周期而变化，并且很可能影响 4000 万至 6000 万立方米的沉积物。Hutnak 说，在记录的温度变化范围内，大多数水合物应该保持稳定，但如果水合物以其他方式受到破坏，“可能足以将它们推到边缘。”

俄勒冈州立大学的 Chris Goldfinger 说，几乎肯定会把水合物“推到边缘”的是每 650 年左右发生一次的 9 级地震。水合物脊是一堆沉积物，当携带西北太平洋板块滑到北美之下时，这些沉积物被刮掉并堆积起来。随着这种俯冲过程中的应变增加，山脊像弹簧一样被压缩。（最强的甲烷喷口发生在沉积物弯曲时断裂的地方。）

Goldfinger 说，薄薄的碳酸盐岩像巧克力浸冰淇淋蛋筒一样覆盖着水合物脊的弯曲部分。通过使用声纳反射来绘制浅海海底图，他和他的同事们看到这个薄壳在某些地方已经破裂，现在正沿着山脊的陡峭侧面滑落。“我猜，当这些 9 级地震爆发时，游戏局面会在几秒钟内彻底改变，”他说。“那时你可能会一次性发生灾难性的甲烷释放。”

事实证明，水合物脊上布满了古老的滑坡。俄勒冈州立大学的 Anne Trehu 及其同事比 Goldfinger 更深入地观察海底沉积物，绘制了山脊对它所承受的挤压和褶皱的历史反应。在水合物脊的南部，他们还看到了一个复杂的地下“管道”系统，该系统沿着断层网络向水合物供水并排出水。

“这里有很多谜题，”Trehu 在谈到这次会议时说，但她补充说，水合物脊仍然保留着许多关于海底甲烷如何加剧温室气体问题的未被发现的线索——这个问题是人类已经造成的。