В течение последних двух лет ученые из Орегонского государственного университета и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) исследовали прибрежные районы Тихоокеанского Северо-Запада, нанося на карту места, где подводные потоки пузырьков указывают на выброс метана со дна моря..
И то, что они обнаружили, открывает глаза. С тех пор, как в конце 1980-х годов были обнаружены первые признаки подводного метана, до 2015 года вдоль северо-западного побережья было выявлено всего около 100 «участков просачивания». Часто они обнаруживались случайно, когда рыбаки обнаруживали аномалии на своих эхолотах, Это акустические отражения булькающего газа метана.
Но за последние два года ученые с помощью новой гидроакустической технологии на исследовательском судне (E/V) Nautilus, принадлежащем и управляемом Ocean Exploration Trust, целенаправленно искали доказательства наличия подводного метана и расширили общее количество оффшорных мест просачивания до колоссальной 1000 мест.
Пока не ясно, представляет ли метан возможность для нового источника энергии или потенциально серьезную угрозу для окружающей среды, но пока исследователи хотят составить карту распределения мест и провести исследование состава и источников газа. Они считают, что этим летом обнаружат новые выходы метана, когда задействуют несколько исследовательских судов для проведения дополнительных картографирования у северо-западного побережья.
«С помощью этой новой гидроакустической системы мы нанесли на карту только около 38 процентов морского дна и около 25 процентов данных о толще воды от Вашингтона до Северной Калифорнии», - сказала Сьюзан Мерл, океанограф из штата Орегон, работающая над Морского научного центра Хатфилда OSU в Ньюпорте, штат Орегон.«Без сомнения, есть и другие сайты, и мы надеемся их найти».
В июне этого года исследователи отправятся в еще одну экспедицию на борту E/V Nautilus и будут использовать дистанционно управляемый аппарат в дневное время для сбора образцов газа, гидрата метана, просачивающейся воды, фауны и горных пород прямо там, где метан выходит с морского дна.. Исследование этих образцов поможет рассказать историю происхождения просачивающегося метана и его влияния на жизнь в этих местах и в океане.
Ночью они проведут обширную картографию еще не обследованных территорий, пытаясь найти больше метановых выбросов.
Потенциально обширное хранилище этого сильнодействующего парникового газа могло бы стать интригующим источником энергии, но он широко распространен и его добыча может оказаться нерентабельной, отмечает Роберт Эмбли, геофизик OSU, который провел большую часть своей карьеры в Pacific NOAA. Морская экологическая лаборатория.
«Попытка извлечь метан очень сложна и потенциально опасна», - сказал Эмбли.«Добыча полезных ископаемых может иметь самые разные последствия. Когда метан появляется в виде гидрата, он может выглядеть как кусок льда или снега. Но когда вы пытаетесь извлечь его на поверхность, он сразу же начинает разлагаться. Я обнаружил сотни пузырьковых потоков, но их происхождение и масштабы еще предстоит выяснить».
В своем обзоре исследователи обнаружили, что вместе с некоторым количеством свободного газа большая часть метана ниже глубины океана 500 метров (или около 1600 футов) находится в виде затвердевших гидратов. На высоте более 500 метров он обычно появляется в виде пузырьков газа.
Один вопрос, который мы хотели бы решить, заключается в том, образуются ли гидраты в результате просачивания газообразного метана из земли и встречи с холодной глубоководной морской водой, или пузырьки, которые мы наблюдаем, являются результатом распада гидратов. и выброс газа», - сказал Джон Луптон, химик-океанограф из NOAA/PMEL.
То, сколько метана находится у северо-западного побережья, неизвестно, говорят исследователи. Но похоже, что их много, и это может привести к потенциальным экологическим проблемам.
«Одна из проблем заключается в том, что произойдет во время крупного землетрясения в зоне субдукции Каскадия», - отметил Эмбли. «Это сделало бы морское дно более проницаемым, добавило бы больше путей для выхода метана и увеличило бы вероятность его выброса в атмосферу».
Так что же происходит со всем метаном, который пузырится со дна моря и попадает в воды Тихого океана?
Тамара Баумбергер, исследователь из Совместного института изучения морских ресурсов - совместного центра OSU и NOAA, базирующегося в Хатфилде, - взяла пробы некоторых пузырьков с места и обнаружила различные химические сигнатуры, которые помогли исследователям точно определить происхождение. метана. Некоторые из них были «термогенными» - результатом нагрева органического материала, такого как мертвый планктон, и превращения его в газ. Некоторые из них были «биогенными», в которых органический материал был изменен микробной активностью.
«Когда метан находится в морской воде, он часто окисляется в углекислый газ в результате активности микробов, что может препятствовать попаданию большей части метана в атмосферу», - сказал Баумбергер.«Обратной стороной, конечно же, является то, что новообразованный CO2 также представляет собой проблему, и он может как достигать атмосферы, так и усиливать закисление океана».
Баумбергер сказал, что метан, выбрасываемый на мелководье, может быстрее попасть в атмосферу, потому что бактерии не успевают его окислить. Однако исследователи не уверены, сколько выходов метана находится на мелководье, которое, по их определению, составляет менее 150 метров.
«Мы очень мало знаем о распределении просачивания метана на мелководье, потому что его очень трудно нанести на карту», - сказал Мерл. «Но везде, где мы искали просачивания, мы их находили. Одна из наших целей в июне - лучше понять, насколько распространенными могут быть более мелкие просачивания».
Ла-Верн-Кульм из OSU был одним из первых, кто обнаружил просачивание метана у побережья в 1980-х годах, а десятилетие спустя исследователи задокументировали достаточное количество метана в горном хребте Гидрат у побережья Орегона. Ученый из Вашингтонского университета Пол Джонсон нанес на карту многие места в Вашингтоне, а Марта Торрес из OSU обнаружила больше гидратов у берегов Heceta Bank в 1998 году.
Начиная с 2016 года поиски начались всерьез, и исследователи обнаружили большое скопление мест просачивания метана у берега Кокиль возле залива Кус, а также в каньоне Астория, «который полон ими - сказал Мерл. «Везде, где мы находим каньоны, мы, кажется, находим метан».
Они также обнаружили просачивание метана у берегов Ньюпорта, штат Орегон, на глубине всего 40 метров.
Исследователи отметили, что в некоторых образцах метана обнаружены следы гелия, который содержится только в мантии.
«Это исследование подняло несколько интересных вопросов, - сказал Баумбергер. «Насколько распространен мантийный газ в выбросах метана на окраине Каскадия? Насколько стабильна система во время землетрясения? Приведет ли потепление океана к увеличению выброса метана? Мы пытаемся определить, сколько там метана? и установить базовый уровень. Тогда мы сможем обратиться к этим и другим научным вопросам».
Управление океанических исследований NOAA и Ocean Exploration Trust, Inc. поддержали исследование.