Южный Гидрат -хребет

Южный гидратный хребет , расположенный около 90 км от берега Орегона , представляет собой активное участок просачивания метана, расположенный в южной части хребта Гидрата . Он простирается 25 км в длину и 15 км в поперечнике, в тренде с северо-северо-северо-востоком на юго-юго-западе на глубине приблизительно 800 м. ^{[ 1 ]} Южный Гидратный хребет был местом многочисленных погружных погружений с занятой человеческой подводной лодкой Элвина , обширными посещениями многочисленных роботизированных транспортных средств, включая канадский Rov Ropos , Джейсон (национальный погружение в США национального погружения) и Тибурона (Mbari), а также геофизические временные. Исследования, которые документируют изменения в подповерхностном распределении метана. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Он также является ключевым местом регионального массива национальных научных фондов, которые являются частью инициативы обсерваторий океана (OOI), которая включает в себя восемь типов кабельных инструментов, передающих живые данные обратно на берег 24/7/365 со скоростью света, а также нельзя. инструменты.

Геологический фон

Геологическая история южного гидратного хребта была реконструирована с помощью сейсмической визуализации , ^{[ 4 ]} который обеспечивает ограничения на происхождение отложений метана льда , найденных в этом регионе. Гидратный хребет находится в регионе, где разломы вдоль края Каскадии переходят от моря к земле. Эта переориентация разлома соответствует переходу от осадочной аккреции к субдукции в этом активном аккреционном крае. в море Утолбные разломы характеризуют фронт деформации гребня, простирающиеся до ~ 7 км под вершиной . Предполагается, что инициация подъема южного гидратного хребта была инициирована около 1 миллиона лет назад. ^{[ 5 ]}

Осадочные характеристики

Обогащенные глиной отложения были обнаружены на южном хребте гидрат. Эти отложения от плейстоцена до голоцена в возрасте и состоят из 29% смектита , 31% иллита и 40% ( хлорит + каолинит ) в среднем. В основе плейстоценового голоцена лежат в конце аккреции плюценовой , состоит из 38% смектита, 27% иллита и 35% (хлорит + каолинит). Толстая проницаемая зона крупнозернистых турбидитов лежит в основе отложений.

Расположен вдоль акккретного края Каскадии, ^{[ 3 ]} Создание отложений в этом регионе обусловлено двумя процессами, связанными с субдукцией :

Соскабливание отложений от субдукции тарелки Хуана де Фука на верхнюю североамериканскую плиту , и

Подкраска субдуцированных отложений на верхнюю пластину. ^{[ 4 ]}

Непрерывное дуплексирование и недостаточное количество отложений вызвали утолщение отложений посредством подъема. Кроме того, уплотнение и обезвоживание в этом регионе привели к повышению локального давления пор.

Метан лед на южном гидратном хребте

Метановый лед на южном гидратном хребте был обнаружен в неглубоких отложениях, и он редко подвергается воздействию на морском дне. Поскольку южный гидратный хребет расположен на верхней континентальной склоне , региональная зона стабильности гидрата (RHSZ) , которая контролируется давлением и температурой пор и температурой осадок, ^{[ 6 ]} очень мелкий. ^{[ 7 ]} Поскольку органический материал в отложениях используется микробами, создавая насыщение метана в полях отложений, метан лед образуется в RHSZ. ^{[ 8 ]} Основание RHSZ знаменует собой переход от обогащенного метаново-льдом, к отложениям глины. Из -за контраста импеданса между RHSZ и основными отложениями глубина RHSZ может быть обнаружена с использованием методов сейсмической визуализации. ^{[ 4 ]}

Связанные микробы, опосредованные карбонатными формациями

Образование гидрата метана связано с обширным аутигенным карбонатом . Эти карбонатные отложения связаны с местными хемосинтетическими сообществами, такими как сульфид-окисляющие бактерии , мидии, везикомиидные моллюски, улитки и трубные черви (хотя трубки не наблюдаются на южном гидратном хребте). ^{[ 9 ]} Миграция и выход жидкости, богатых метаном и микробных взаимодействий, могут привести к образованию хемохерма посредством анаэробного окисления метана. ^{[ 10 ]} На южном гидратном хребте, в дополнение к нежному валу из автокабоната, которые опекуют основной площадку, расположено, существует массивное месторождение карбоната высотой 60 м, называемое вершиной. Урано-тарориевый датирование карбонатного материала из вершины указывает на то, что вершине составляет от 7000 до 11 000 лет. ^{[ 11 ]}

Вентиляция метана: пространственная и временная разрыва

Вентиляция метана включает высвобождение метана в форме жидкости, а газы из метана просачиваются, когда метан диссоциирует. Из -за узкого RHSZ на верхнем континентальном склоне ледяной лед в южном гидратном хребте метастабилен, так что изменения температуры и давления морского дна могут привести к дестабилизации метана и дизассоциации в жидкость и газ. ^{[ 7 ]}

Наблюдается, что вентиляция метана на южном гидратном хребте является временным и эпизодическим ^{[ 8 ]} с временными вариациями часов до дней. ^{[ 3 ]}^{[ 12 ]} Эта область характеризуется несколькими участками вентиляции. который, как полагают, отражает различные сети переломов . ^{[ 12 ]} В то время как активное вентиляция может поддерживать открытые сети переломов, переломы также могут быть заполнены гидратами, когда нет вентиляции. Как вентиляционная реактивация может быть создана новая система переломов. В то время как временные и пространственные различия в вентиляции наблюдались на этом сайте, локальная скорость вентиляции была обнаружена, что на шесть порядков величины: ^{[ 9 ]} Управление все еще не совсем понятно. ^{[ 3 ]}^{[ 12 ]} Новая инструментария на этом сайте, в том числе многобортные Sonar Systems, разработанные Университетом Бременского университета, теперь изображают всю зону просачивания южного гидратного хребта, сканируя на племени каждые два часа. Обзор сонар и количественный сонар на основном участке исследования "Einsteins Grotto" дают новое понимание временной, пространственной и интенсивности шлейфов и количественного определения потока метана из этой высоко динамической среды.

Значение

Высвобождение метана из местных мест просачивания в атмосферу, возможно, стало фактором для прошлых событий потепления климата , таких как термический максимум палеоцен-эоцена (PETM). ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} Предполагается, что существуют гигатоны углерода, захваченного в качестве метана в маржинальных средах, и, как считается, высвобождение метана из SEEPS является ответственным за 5-10% глобального атмосферного метана . ^{[ 3 ]}

Научное исследование

С момента обнаружения метана и новой микробной и макро -фауны в Гидратном хребте в 1986 году, южный гидратный хребет стал обширным местом исследования. ^{[ 4 ]} В настоящее время это один из участков исследования в рамках региональной массивы CABLE OOI. ^{[ 2 ]} Инфраструктура, в том числе разнообразный набор инструментов, была установлена и стала полностью введенной работой в 2014 году. Датчики, которые в настоящее время находятся на этом сайте, включают в себя: ^{[ 2 ]}

Датчик давления измеряет давление, оказываемое вышележащей толностью воды в морском дне, и установлено для изучения воздействия лунных приливов на высвобождение метана.
Измеритель тока измеряет скорость тока и температуру воды с использованием акустических сигналов.
Профилировщик тока акустического допплера (ADCP) измеряет скорость тока профиля воды в области с использованием акустических сигналов. Этот инструмент установлен OOI для понимания локальных потоков тепла, массы и импульса. ^{[ 2 ]} Примером такого применения является изучение эволюции пузырькового шлейфа с течением времени. ^{[ 15 ]}
Цифровая камера записывает изменения в морфологии и биологии морского дна, а также метановые шлейфы. Это важно, чтобы понять, как локальная система и биосфера развиваются во времени.
Масс -спектрометр измеряет концентрацию растворенного газа, что важно для понимания локальных биогеохимических процессов и количественного определения высвобождения метана от морского дна.
Низкочастотные гидрофона записывают звуковые волны, которые распространяются через толщу воды для изучения сейсмической активности.
Нижний океан сейсмометры обнаруживают сейсмическую активность локальной и в региональном масштабе. В южном гидратном хребте в настоящее время есть один широкополосный сейсмометр с ускорителем и три сейсмометра с коротким периодом (на изучение локальных сейсмических событий, которые могут дать представление о распределении переломов в подповерхностных).
Сэмплер «Osmo» пробует жидкость, выходящую из сайтов SEEP, затягивая жидкость в капиллярную трубчатую трубку.
Датчики бентического потока измеряют скорости потока жидкости в отложения и за его пределами, которые важны для определения локального потока метана и сульфида в океан.

Ссылки

^ Лю, и Флемингс. (2006). Прохождение газа через зону стабильности гидрата на южном гидратном хребте, оффшорный Орегон. Земля и планетарные научные письма, 241 (1-2), 211-226.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} "Южный гидрат -хребет" . Interactiveoceans.washington.edu . Получено 2018-10-16 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Philip, B., Denny, A., Solomon, E. & Kelley, D. (2016). Временные измерения измерения вариабельности пузырькового шлейфа и распределения метана в толще воды над южным гидратным хребтом, штат Орегон. Геохимия, геофизика, геосистем, 17 (3), 1182-1196.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} «Геологическая история южного гидратного хребта» . www-odp.tamu.edu . Получено 2018-10-16 .
^ Chevallier, J., Trehu, A. , Johnson, N., Bangs, H. & Jack Meyer. (2005). Сейсмическая последовательность стратиграфия и тектоническая эволюция южного гидратного хребта. Материалы программы бурения океана: научные результаты, 204 ,.
^ Bangs, NL, Musgrave, RJ, & Tréhu, Am (2005). Вверх сдвиги в зоне стабильности газа гидрата южного гидрата после постледникового потепления, оффшорный Орегон. Журнал геофизических исследований: Сплошная Земля , 110 (B3).
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Ruppel, CD (2011) Гидраты метана и современное изменение климата. Знание по природе 3 (10): 29
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Ридел М., М. Шерват, М. Рёмер, М. Велозо, М. Хиземанн и Г.Д. Спенс. (2018). Распределенные вентиляционные вентиляции природного газа вдоль края Каскадии. Природная связь, 9 (1), 1-14.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Boetius, & Suess. (2004). Гидратный гребень: естественная лаборатория для изучения микробного срока службы, заправленной метаном из гидратов с ближней поверхностью. Химическая геология, 205 (3), 291-310.
^ Teichert, BM, Bohrmann, G. & Suess, E. (2005). Хемохмерс на гидратном хребте-микробиально-опосредованные наращивания карбоната, растущие в толще воды. Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология , 227 (1), 67-85.
^ Teichert, BMA, Eisenhauer, A., Bohrmann, G., Haase-Schramm, A., Bock, B. & Link, P. (2003). Систематика U/TH и возраст автогнатных карбонатов из Гидратного хребта, Каскадийский запас: записи изменений потока жидкости. Geochimica et Cosmochimica Acta , 67 (20), 3845-3
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Daigle, H., Bangs, N. & Dugan, B. (2011). Переходной гидравлический разрыв и высвобождение газа в условиях гидрата метана: тематическое исследование из южного гидратного хребта. Геохимия, геофизика, геосистем, 12 (12), N/A.
^ Katz, ME, BS Cramer, GS Mountain, S. Katz и KG Miller (2001), отбрасывая бутылку: что вызвало максимальное высвобождение термического метана палеоцена/эоцена?, Палеокеанография , 16 (6), 549–562, Два : 10.1029/2000pa000615
^ Bralower, T. & Bice, D. (ND). Древние климатические события: палеоценовый эоценовый термический максимум. Получено 13 октября 2018 года с https://www.e-education.psu.edu/earth103/node/639
^ Philip, B., Kelley, D., Solomon, E. & Delaney, J. (2016). Мониторинг выбросов метана на южном гидратном хребте с использованием акустического допплеровского профилировщика акустического тока акустического матрица OOI. Oceans 2016 MTS/IEEE Monterey, 1-5.

[:3-1] Лю, и Флемингс. (2006). Прохождение газа через зону стабильности гидрата на южном гидратном хребте, оффшорный Орегон. Земля и планетарные научные письма, 241 (1-2), 211-226.

[:5-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} "Южный гидрат -хребет" . Interactiveoceans.washington.edu . Получено 2018-10-16 .

[:2-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Philip, B., Denny, A., Solomon, E. & Kelley, D. (2016). Временные измерения измерения вариабельности пузырькового шлейфа и распределения метана в толще воды над южным гидратным хребтом, штат Орегон. Геохимия, геофизика, геосистем, 17 (3), 1182-1196.

[:1-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} «Геологическая история южного гидратного хребта» . www-odp.tamu.edu . Получено 2018-10-16 .

[5] Chevallier, J., Trehu, A. , Johnson, N., Bangs, H. & Jack Meyer. (2005). Сейсмическая последовательность стратиграфия и тектоническая эволюция южного гидратного хребта. Материалы программы бурения океана: научные результаты, 204 ,.

[:6-6] Bangs, NL, Musgrave, RJ, & Tréhu, Am (2005). Вверх сдвиги в зоне стабильности газа гидрата южного гидрата после постледникового потепления, оффшорный Орегон. Журнал геофизических исследований: Сплошная Земля , 110 (B3).

[:7-7] Jump up to: ^а ^{беременный} Ruppel, CD (2011) Гидраты метана и современное изменение климата. Знание по природе 3 (10): 29

[:8-8] Jump up to: ^а ^{беременный} Ридел М., М. Шерват, М. Рёмер, М. Велозо, М. Хиземанн и Г.Д. Спенс. (2018). Распределенные вентиляционные вентиляции природного газа вдоль края Каскадии. Природная связь, 9 (1), 1-14.

[:4-9] Jump up to: ^а ^{беременный} Boetius, & Suess. (2004). Гидратный гребень: естественная лаборатория для изучения микробного срока службы, заправленной метаном из гидратов с ближней поверхностью. Химическая геология, 205 (3), 291-310.

[10] Teichert, BM, Bohrmann, G. & Suess, E. (2005). Хемохмерс на гидратном хребте-микробиально-опосредованные наращивания карбоната, растущие в толще воды. Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология , 227 (1), 67-85.

[11] Teichert, BMA, Eisenhauer, A., Bohrmann, G., Haase-Schramm, A., Bock, B. & Link, P. (2003). Систематика U/TH и возраст автогнатных карбонатов из Гидратного хребта, Каскадийский запас: записи изменений потока жидкости. Geochimica et Cosmochimica Acta , 67 (20), 3845-3

[:0-12] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Daigle, H., Bangs, N. & Dugan, B. (2011). Переходной гидравлический разрыв и высвобождение газа в условиях гидрата метана: тематическое исследование из южного гидратного хребта. Геохимия, геофизика, геосистем, 12 (12), N/A.

[13] Katz, ME, BS Cramer, GS Mountain, S. Katz и KG Miller (2001), отбрасывая бутылку: что вызвало максимальное высвобождение термического метана палеоцена/эоцена?, Палеокеанография , 16 (6), 549–562, Два : 10.1029/2000pa000615

[14] Bralower, T. & Bice, D. (ND). Древние климатические события: палеоценовый эоценовый термический максимум. Получено 13 октября 2018 года с https://www.e-education.psu.edu/earth103/node/639

[15] Philip, B., Kelley, D., Solomon, E. & Delaney, J. (2016). Мониторинг выбросов метана на южном гидратном хребте с использованием акустического допплеровского профилировщика акустического тока акустического матрица OOI. Oceans 2016 MTS/IEEE Monterey, 1-5.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]