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有一種火山,不噴巖漿噴泥漿

2019-9-11 8:25:58 作者:孫美靜 劉杰

皇家社会主场 www.vgfpej.com.cn 2011年,一位攝影師在俄羅斯庫頁島的開闊地上空,拍到了一只巨大無比的“眼睛”。它一眨不眨地凝望著天空,甚至連眼球中呈放射狀分布的“血絲”都清晰可見。

由于這只“眼睛”過于逼真,甚至有人將它稱為“地球之眼”,但它的真身份其實是一座泥火山(mud volcano)。

“地球之眼”——普加切夫斯基泥火山

顧名思義,泥火山就是會噴泥漿的火山。不同于我們熟知的噴巖漿的火山,泥火山的噴發物不具高溫又十分“溫和”,由黏土、角礫巖、地層水等組成,還帶著甲烷、二氧化碳和硫化物等氣體組成。

泥火山的形成主要有兩種方式。一種是地層異常超壓:由于地層沉積速度明顯超過流體排出速度,填充在巖石孔隙的水不能及時排出,漸漸形成了很強的壓力,當地層壓力突破上方巖層壓力時,泥漿就會沿著斷層和破碎帶上升,最后噴涌而出。另一種是構造成因:比如橫向地質構造擠壓造成泥底辟(可以認為是“青年時期”的泥火山),泥底辟出露地表(或海底)形成泥火山。

海底也有泥火山

不僅陸地上有泥火山,它們在海底還有“孿生兄弟”——海底泥火山。由于“隱藏”在海底,它們則顯得較為神秘。

這些海底泥火山也被稱海底泥丘、泥拱,常呈圓丘狀凸起于海底。海底泥火山在里海、黑海以及我國的南海等多處海域均有分布。想要揭開它們的神秘面紗,需要借助海底攝影、多波束測深系統和高分辨率地震等高科技技術。

海底攝影是用潛水攝影機記錄海底狀況的攝影技術。多波束測深系統則是通過“聽”來記錄海底狀況,可以看作“水中順風耳”,用于大面積的海底地形探測。在多波束地形圖上,泥火山呈現隆起的地貌,其周邊為一環形凹地。

高分辨率地震就像是對地球做一個CT,對地下的地質結構進行“掃描檢測”。地球好比人體,地下的地層巖石構造相當于地球的“五臟六腑”,有著各自的參數屬性。由于泥火山通常具有多次噴發和活動的特征,在高分辨率地震所成的圖像上,它們常具有柱狀或圣誕樹狀的幾何外形。

泥火山蘊藏的寶貴資源

在常規油氣勘探的早期,人們常將泥火山作為尋找油氣田的重要線索。如我國南海鶯歌海盆地油氣田就是通過泥火山逸散到海面的油氣泡發現的。隨著石油資源的日趨枯竭和能源消費升級,尋找高效率且清潔的能源迫在眉睫。

天然氣水合物作為可替代石油的戰略性能源,近年來廣受關注。在泥底辟和泥火山發育的地區,如墨西哥灣、黑海、地中海海嶺和鄂霍次克海等地,??杉淄樾孤兜膠K行緯傻撓鹱雌萘?,標志著具有豐富的天然氣水合物資源。

2017年,我國在南海神狐海域成功實施海域天然氣水合物試采,實現歷史性突破。自然資源部中國地質調查局廣州海洋地質調查局作為本次成功試采的中堅力量,在試采前進行了大量的研究論證工作。

天然氣水合物的動態成藏過程受到泥底辟的發育階段的影響。專家認為神狐海域的天然氣水合物礦藏與泥底辟構造關系密切:泥底辟既能為天然氣水合物提供充分的氣源物質,同時又能促使地層溫度場改變進而影響水合物成藏穩定性。

海底泥火山的奇特“居民”

深海泥火山也是了解地球上生物群落的一扇新窗口。海底泥火山噴發物中富含大量的甲烷或硫化物,為周圍的化能自養型微生物提供充足的能量。這些微生物構成了食物鏈的第一環,為初級消費者提供食物。在這個生命綠洲的四周還生存著大型的蠕蟲、蚌類、蟹類等。因而,即使在冰冷缺氧的深?;肪?,泥火山周圍也是一片生機盎然。

這些豐富的(微)生物資源具有光明的應用前景和研究價值。以海底泥火山生態系統中的甲烷氧化古生菌為例,它們能夠對甲烷進行分解。這些“吃”甲烷的古生菌不僅代謝甲烷的能力強,而且可以在極端環境下生存。因此,科學家們提出了通過大規模培養分解甲烷的細菌,然后將它們投放到兩極冰蓋下,減輕全球變暖的設想。另外,泥火山復雜的生物群落中,可能蘊藏大量的未知生物,是寶貴的基因資源。

泥火山作為一種奇特的自然景觀和地質現象,就好像地球上的“百寶箱”,不但擁有豐富的油氣資源,還滋養了種類繁多的神奇生物。在不少旅游圣地,如美國的黃石公園、阿塞拜疆巴庫地區、西西里島地區以及我國新疆烏蘇市,泥火山已然成了一道獨特的風景,給世界游客留下了深刻的印象,讓人們不禁感嘆“造物者之無盡藏也”?!?/p>

(作者單位:中國地質調查局廣州海洋地質調查局,中國科學院廣州能源研究所)

網站編輯:宮莉