Как и лавины на берегу, существуют различные процессы, вызывающие подводные оползни. Одно очень распространенное предположение состоит в том, что они связаны с диссоциирующими газовыми гидратами на морском дне. Однако ученые из Центра океанических исследований Гельмгольца GEOMAR в Киле теперь нашли доказательства того, что контекст может быть совершенно другим. Их исследование было опубликовано в Nature Communications..
В середине 1990-х немецкие ученые, среди прочих, смогли доказать, что континентальные склоны на окраинах океана содержат большое количество газогидратов. Эти твердые, похожие на лед соединения воды и газа часто считают своего рода цементом, стабилизирующим склоны. Поскольку газогидраты стабильны только при высоком давлении и низкой температуре, повышение температуры воды может привести к диссоциации газовых гидратов или, говоря простым языком, к их «плавлению». Ранее предполагалось, что крупномасштабная диссоциация газовых гидратов может вызвать подводные оползни, которые, в свою очередь, могут вызвать цунами. Тот факт, что многие ископаемые оползни пространственно соотносятся с отложениями, содержащими газогидраты, по-видимому, усиливает этот аргумент.
Теперь исследователи из Центра исследований океана Гельмгольца GEOMAR в Киле вместе с коллегами из Кильского университета и Центра полярных и морских исследований Гельмгольца Института Альфреда Вегенера нашли доказательства того, что газогидраты и подводные оползни действительно связаны, но совсем иначе, чем считалось ранее. «Наши данные показывают, что стабильные газовые гидраты могут косвенно дестабилизировать вышележащие отложения», - говорит доктор. Джудит Элгер из GEOMAR. Она является ведущим автором исследования, опубликованного в международном журнале Nature Communications.
Непоследовательность в предыдущей теории, в которой основное внимание уделялось плавлению газовых гидратов как причине подводных оползней, стало отправной точкой нового исследования. «Глубина воды не совпадала. С повышением температуры воды или снижением уровня моря таяние газовых гидратов должно было начаться вокруг верхних частей континентальных склонов. Однако большинство известных ископаемых подводных оползней происходило на больших глубинах», - объясняет доктор Элгер.
Чтобы разрешить это противоречие, геофизик изучил сейсмические данные в районе оползня Хинлопен, который произошел около 30 000 лет назад к северу от Шпицбергена на глубине воды от 750 до 2 200 метров. Команда использовала сейсмические данные для моделирования новых процессов с помощью компьютерной модели.
Оказалось, что газогидраты могут образовывать прочный непроницаемый слой под морским дном. Под этим слоем могут скапливаться свободный газ и другие флюиды. Со временем они создают избыточное давление. В конце концов, газогидраты и отложения больше не выдерживают такого повышенного порового давления, и в отложениях образуются гидроразрывы. Эти трещины образуют каналы, которые передают избыточное давление более мелкозернистым крупнозернистым отложениям и тем самым вызывают обрушение неглубокого склона. В случае оползня Хинлопена эти каналы жидкости все еще видны на сейсмических данных.
Нам удалось показать, что этот процесс является реальной альтернативой другим триггерным процессам для оползня Хинлопен, и он полностью не зависит от климатических изменений. Однако важная информация о свойствах газогидратосодержащих отложений по-прежнему не хватает для улучшения наших моделей», - говорит доктор Элгер.
В любом случае исследование показывает новый причинный процесс, который до сих пор не рассматривался при поиске причин подводных оползней. «Дальнейшие исследования, объединяющие сейсмические данные и геотехнические лабораторные эксперименты, теперь должны показать, можно ли обнаружить подобные трещины под морским дном при других исторических оползнях и является ли это обычным явлением, - § д-р.- заключает Элгер.