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冲绳海槽是坐落日本西南部的大陆弧后盆地,基底上掩盖着厚厚的沉积物。1995年科学家在冲绳海槽中部的伊赫亚北小丘 (Iheya North Knoll)发现了热液场,随后对其进行了很多查询、丈量和勘探。依据丈量数据,地质学家提出了在伊赫亚北小丘有千米级的热液循环。2011年研讨证明,排出的热液中有来自丘陵周围沉积物发生的丰厚的生物甲烷(CH4)。而最近,日本神州大学的研讨人员经过剖析海底地质结构对地震压力波的反射,初次证明该区域散布有大型气藏,研讨结果发表于Geophysical Research Letters。
虽然海洋外表看起来好像很安静,但随着热岩浆从地球上层被拉裂的方位渗出,海洋深处会阅历剧烈的热活动,这一进程称为裂谷。一般裂谷区域海水中二氧化碳和甲烷气体的含量都较高,或许是从岩浆中逸出或许由微生物有机体或许是富含有机物的沉积物与热水相互作用的产品。
神州大学研讨人员利用船载声波剖析地质结构怎么反射地震压力波的数据,创建了高分辨率二维地图,显现压力波的传达方位并估量压力波传达速度,然后确认了地下气藏的方位和饱满度。研讨人员解说称,地震波在气体中传达的速度一般比在固体中传达的速度慢。因而,经过预算穿过地面的地震压力波的速度,能够辨认地下气藏,甚至能够获取有关其饱满程度的信息。依据此,科学家在坐落伊赫亚北小丘邻近的裂谷轴上发现了低速压力波,标明冲绳海槽的中部是充溢气体的区域。
数据剖析标明,储层或许被甲烷水合物或含甲烷的冰所掩盖。研讨人员以为或许不行浸透的沉积物(例如黏土)层或是低浸透率的甲烷水合物(一种含甲烷的冰)层充当了盖子,阻挠储层气体逸出。现在,研讨人员仍不确认储层中充溢的究竟是二氧化碳仍是甲烷。假如是甲烷,那么或许是潜在的重要的待开发自然资源。
但值得重视的是,二氧化碳和甲烷均会导致温室效应。依据NOAA 最新发布的剖析,现在碳水平是曩昔80万年以来的最高值。神州大学研讨人员标明:沿着裂谷轴线的大型储气层或许代表了咱们需求重视的另一种温室气体来历。与咱们查询相似的地带在裂谷处并不罕见,因而类似的储层或许在冲绳海槽的其它当地以及国际其他沉积物掩盖的大陆后弧盆地中也存在。它的存在能够说是福祸相依。
因而,从如此巨大的储层中快速释放出任何一种气体,都不行逆转地对地球环境发生严重影响。
日本在2013年建立第一个从海上甲烷水合物矿床中提取甲烷的公司,而美国动力部就天然气水合物的挖掘亦付诸了很多尽力。假如日本近海的这一储层内所含的气体是甲烷,将成为未来日本甚至东亚重要的动力补给仓。但对人类来说,这一巨大储气层的存在到底是福仍是祸仍是未知数……
作者/朱张航宇
参考文献:
Large gas reservoir along the rift axis of a continental back-arc basin revealed by automated seismic velocity analysis in the Okinawa Trough, Kota Mukumoto, Takeshi Tsuji, and Andri Hendriyana, Geophysical Research Letters (2019), doi.org/10.1029/2019GL083065