天然气水合物是一种由气体和水组成的固体化合物,在低温文高压下具有冰状结构,也叫可燃冰。甲烷和水的化合物,即所谓的甲烷水合物,在许多海洋边际都能找到,黑海也不破例。除了作为一种潜在动力之外,科学家还在研讨甲烷水合物堆积的安稳性,由于它们能够跟着温度和压力的改变而溶解。除了甲烷的开释,这也会对海底边坡的安稳性产生影响。

2017年秋天,德国研讨船“流星号”(METEOR)进行了为期6周的查询,来自马鲁姆和吉奥马尔的一个团队查询了黑海西部多瑙河深海扇中的甲烷水合物堆积。这次巡航是BMWi和BMBF联合赞助的SUGARIII“海底天然气水合物资源”项目的一部分,在此期间,运用移动海底钻探设备MARUM-MeBo200钻探天然气水合物堆积。这些查询结果现已宣布在世界期刊《地球与行星科学快报》(EarpandPlanetaryScienceLetters)上,为科学家们供给了有关天然气水合物安稳性改变的新见地。

“根据从从前探险的数据,咱们挑选了两个作业范畴,一方面,甲烷水合物和游离甲烷气体共存于水合物安稳带上部50-150米,另一方面,在天然气水合物安稳带的边际直接发生了滑坡和天然气渗漏。”MARUM探险队队长和该研讨的作者之一GerhardBohrmann博士教授解说说,“在咱们的查询中,咱们采用了钻井设备MARUM-MeBo200,打破了之前的深度记载,最大深度挨近145米。”

除了获取样本外,科学家们还初次能够对海底天然气水合物底部的安稳性进行具体的现场温度丈量。此前,该基线是经过地震办法确认的,从中取得所谓的“海底模仿反射面”(BSR)作为该基线的目标。“但是,咱们的作业现在第一次证明了运用BSR的办法并不适用于黑海。”该研讨的首要作者、来自GEOMAR的MichaelRiedel博士解说道,“从咱们的观念来看,天然气水合物的安稳鸿沟现已挨近地下更温暖的条件,但游离的甲烷气体,总是在这个较低的边际,还没有成功地上升。”据这位Riedel说,原因可能是堆积物的低渗透性,这意味着甲烷气体依然“卡在”下面,只能在自己的力气下十分十分缓慢地上升。

“但是,咱们对地震数据的新剖析也标明,在一些当地甲烷气体能够打破BSR。在那里,一个新的BSR只是在‘旧的’反射器上树立自己。这是史无前例的新发现。”这标明多瑙河深海扇的天然气水合物系统依然对末次冰盛期(LGM)晚期开端的气候改变做出呼应。来自GEOMAR的合著者MatpiasHaeckel博士说,“咱们的解说是,这些当地的天然气会上升,由于这儿海床的扰动有利于天然气的活动。”

Riedel表明,“总归,咱们在这个区域发现了一种动态状况,这好像也与上一个冰河年代以来黑海的改变有关。”在末次冰盛期之后,海平面上升(压力添加),当全球海平面上升到博斯普鲁斯海峡的临界值以上时,地中海的咸水得以流入黑海。在此之前,这个海洋盆地基本上是一个淡水湖。

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此外,末次冰盛期以来的全球变暖导致黑海底部水温上升。盐度、压力和温度这三个要素的一起效果对甲烷水合物有明显的影响,甲烷水合物在这些效果下分化。现在的研讨例子了引起海洋环境气候改变的杂乱反应和时间尺度,因而十分适合于估量当今更快的全球变暖的预期结果——特别是对北极天然气水合物堆积的影响。

巡航项目负责人GerhardBohrmann总结道:“在SUGAR-3项目结束时,MeBo200在黑海的钻探活动再次明晰地向咱们展现了海洋堆积物中甲烷水合物的安稳性也会跟着环境动摇而敏捷改变。”