微震观测揭示内波加剧海底甲烷释放

作     者：田兆阳 贾永刚 朱俊江 陈天 王慧 季春生 刘承雨 卢龙玉 何满潮 

作者机构：中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心 中国地质调查局广州海洋地质调查局 山东省地震局 中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室 

出 版 物：《中国科学:地球科学》 (Scientia Sinica(Terrae))

年 卷 期：2024年第54卷第10期

页      面：3237-3254页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41831280)资助 

主　　题：内波 海底甲烷释放 微震观测 海底地震仪 南海北部陆坡 

摘      要：内波将上层水体中的物质能量传递至深海,强烈扰动海底沉积物,导致海床侵蚀、地形变化等现象.在南海北部陆坡及全球众多海岸边缘,内波作用区与天然气水合物赋存区高度重合.然而,由于时空尺度的显著差异,现有的观测方法难以清晰认识内波对深海海底甲烷释放的影响.本文在南海北部陆坡珠江口峡谷水深655m与1450m区域开展海底微震及内波作用原位观测,识别验证了内波与海底甲烷释放引起的海底微震特征,提出了利用高精度微震记录建立二者关联的方法,得到了内波加剧海底甲烷释放的直接观测证据.结果显示,内波与海底甲烷释放会产生丰富的微震信号,指示南海北部陆坡深海海床会受到内波的持续作用,同时海底存在活跃的海底甲烷释放现象.在长短周期尺度上,内波分别使海底甲烷释放频次增加4.2倍和2.4倍,并增加了海底甲烷释放的强度,这一过程受到内波作用导致的海底流速和压力、温度变化的影响.研究表明,微震信号是海底多尺度地质过程的有效信息载体,内波将通过加剧海底甲烷释放对海洋地质灾害和全球气候变化产生进一步作用.