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周日发表在《自然地球科学》杂志上的研究表明,在北卡罗来纳州和马萨诸塞州之间新发现的数百处海底渗漏处冒出的气泡羽流可能含有甲烷,每年可能向大气或上覆水域排放多达90吨的导致全球变暖的气体。
研究人员表示,估计三分之二的排放物来自海底甲烷冰可能因海底水域变暖而分解的沉积物。这些羽流对气候和海洋化学的影响尚不明确,但可能会远远超出羽流本身。
声呐探测
在2011年9月至2013年8月期间,从北卡罗来纳州的哈特拉斯角到科德角的乔治斯滩的海上探险中,对海底进行的声纳扫描显示了这些气泡流。密西西比州立大学斯塔克维尔分校的地质学家、合著者亚当·斯卡克说,研究人员总共分析了覆盖94000平方公里弧形区域(面积与印第安纳州或匈牙利大致相当)的数据,其中包括大陆架边缘及其向海的陡峭坡面。在约950公里的距离内,该团队发现了约570个气泡羽流——考虑到科学家此前在该地区仅报告过少数几个,这个数字令人震惊。
斯卡克说,虽然一些羽流延伸到海底以上数百米,但从深水来源发出的气泡通常在到达海面之前就溶解在海中了。
甲烷来源
未参与这项工作的英国南安普顿大学的海洋学家蒂姆·明舒尔说:“人们以前没有看到这些东西,我并不感到惊讶。这些特征非常狭窄,有时只有几米宽,而且海洋非常大。”
美国地质调查局位于马萨诸塞州伍兹霍尔的地球物理学家、该研究的合著者卡罗琳·鲁佩尔说,研究人员尚未收集气泡样本。不过,她指出,由于它们的来源,人们认为它们含有甲烷。一些浅水渗漏处很可能位于现在被淹没的区域,这些区域在最近的冰河时代是产生甲烷的湿地,当时海平面比现在低100多米。
然而,大陆坡沿线的许多来源都位于寒冷的海底,在这些海底,高压下海底沉积物中形成了冰,这些冰曾经捕获了那里微生物产生的甲烷。斯卡克说,这些冰现在可能由于上覆水域的变暖而正在缓慢分解。至少有一项先前的研究2 暗示,美国大西洋沿岸较南部地区,中等深度的甲烷冰正在因水温升高而变得不稳定。
海洋酸化
斯卡克说,对气泡以及羽流内部和周围的水域进行采样,将有助于科学家估计甲烷排放的影响。这种气体与溶解氧发生反应,从而减少溶解氧,这一过程会产生二氧化碳,从而导致周围水域酸化。
未参与这项研究的华盛顿特区卡内基科学研究所的地质学家罗纳德·科恩说:“这是一项非常仔细的研究,为进一步研究奠定了基础。” 他指出,除此之外,“科学家们想知道这些来源是什么,它们产生多少甲烷,以及这些来源如何随时间变化。”
尽管斯卡克和他的同事怀疑水温升高可能会提高甲烷排放率,但在遥控车辆访问的一些深层地点看到的碳酸盐矿物质数量(这些矿物质由以甲烷为食的微生物产生,通常以每1000年不到5厘米的速度积累)表明,一些渗漏处已经活跃了一千年甚至更长时间。
本文经授权转载,并于 首次发表 于2014年8月24日。