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週日發表在《自然地球科學》雜誌上的研究表明,在北卡羅來納州和馬薩諸塞州之間新發現的數百處海底滲漏處冒出的氣泡羽流可能含有甲烷,每年可能向大氣或上覆水域排放多達90噸的導致全球變暖的氣體。
研究人員表示,估計三分之二的排放物來自海底甲烷冰可能因海底水域變暖而分解的沉積物。這些羽流對氣候和海洋化學的影響尚不明確,但可能會遠遠超出羽流本身。
聲吶探測
在2011年9月至2013年8月期間,從北卡羅來納州的哈特拉斯角到科德角的喬治斯灘的海上探險中,對海底進行的聲納掃描顯示了這些氣泡流。密西西比州立大學斯塔克維爾分校的地質學家、合著者亞當·斯卡克說,研究人員總共分析了覆蓋94000平方公里弧形區域(面積與印第安納州或匈牙利大致相當)的資料,其中包括大陸架邊緣及其向海的陡峭坡面。在約950公里的距離內,該團隊發現了約570個氣泡羽流——考慮到科學家此前在該地區僅報告過少數幾個,這個數字令人震驚。
斯卡克說,雖然一些羽流延伸到海底以上數百米,但從深水來源發出的氣泡通常在到達海面之前就溶解在海中了。
甲烷來源
未參與這項工作的英國南安普頓大學的海洋學家蒂姆·明舒爾說:“人們以前沒有看到這些東西,我並不感到驚訝。這些特徵非常狹窄,有時只有幾米寬,而且海洋非常大。”
美國地質調查局位於馬薩諸塞州伍茲霍爾的地球物理學家、該研究的合著者卡羅琳·魯佩爾說,研究人員尚未收集氣泡樣本。不過,她指出,由於它們的來源,人們認為它們含有甲烷。一些淺水滲漏處很可能位於現在被淹沒的區域,這些區域在最近的冰河時代是產生甲烷的溼地,當時海平面比現在低100多米。
然而,大陸坡沿線的許多來源都位於寒冷的海底,在這些海底,高壓下海底沉積物中形成了冰,這些冰曾經捕獲了那裡微生物產生的甲烷。斯卡克說,這些冰現在可能由於上覆水域的變暖而正在緩慢分解。至少有一項先前的研究2 暗示,美國大西洋沿岸較南部地區,中等深度的甲烷冰正在因水溫升高而變得不穩定。
海洋酸化
斯卡克說,對氣泡以及羽流內部和周圍的水域進行取樣,將有助於科學家估計甲烷排放的影響。這種氣體與溶解氧發生反應,從而減少溶解氧,這一過程會產生二氧化碳,從而導致周圍水域酸化。
未參與這項研究的華盛頓特區卡內基科學研究所的地質學家羅納德·科恩說:“這是一項非常仔細的研究,為進一步研究奠定了基礎。” 他指出,除此之外,“科學家們想知道這些來源是什麼,它們產生多少甲烷,以及這些來源如何隨時間變化。”
儘管斯卡克和他的同事懷疑水溫升高可能會提高甲烷排放率,但在遙控車輛訪問的一些深層地點看到的碳酸鹽礦物質數量(這些礦物質由以甲烷為食的微生物產生,通常以每1000年不到5釐米的速度積累)表明,一些滲漏處已經活躍了一千年甚至更長時間。
本文經授權轉載,並於 首次發表 於2014年8月24日。