science >> Wetenschap >  >> Natuur

Stabiele gashydraten kunnen aardverschuivingen veroorzaken

Schematische evolutie van het falen van de retrogressieve helling als gevolg van gas onder overdruk onder de gashydraatstabiliteitszone (GHSZ):een onderzeese helling met gashydraathoudende sedimenten en gas onder overdruk (helder gebied) op de bodem van de GHSZ induceert pijpvorming in de GHSZ, de leiding stuit op een doorlatende laag; gas komt binnen en leidt tot overdrukoverdracht van de bodem van de GHSZ naar de ondiepe ondergrond, en tenslotte veroorzaakt gas met te hoge druk afschuifbanden in de zwakke laag en veroorzaakt het falen van de retrogressieve helling. Krediet:Helmholtz-vereniging van Duitse onderzoekscentra

Zoals lawines aan land, veel processen veroorzaken onderzeese aardverschuivingen. Een zeer wijdverbreide veronderstelling is dat ze worden geassocieerd met dissociërende gashydraten in de zeebodem. Echter, wetenschappers van GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel hebben nu bewijs gevonden dat de context heel anders zou kunnen zijn. Hun studie is gepubliceerd in het internationale tijdschrift Natuurcommunicatie .

Halverwege de jaren negentig, Duitse wetenschappers, onder andere, bewezen dat de continentale hellingen aan de oceaanranden grote hoeveelheden gashydraten bevatten. Deze solide, ijsachtige verbindingen van water en gas worden vaak beschouwd als een soort cement dat de hellingen stabiliseert. Aangezien gashydraten alleen stabiel zijn bij hoge druk en lage temperatuur, stijgende watertemperaturen kunnen ervoor zorgen dat gashydraten dissociëren, of smelten. Er is eerder gesuggereerd dat grootschalige dissociatie van gashydraat onderzeese aardverschuivingen zou kunnen veroorzaken die op hun beurt tsunami's zouden kunnen veroorzaken. Het feit dat veel fossiele aardverschuivingen ruimtelijk correleren met sedimenten die gashydraten bevatten, lijkt dit argument te versterken.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, samen met collega's van de Kiel University en het Alfred Wegener Institute Helmholtz Center for Polar and Marine Research, hebben bewijs gevonden dat gashydraten en onderzeese aardverschuivingen, inderdaad, verbonden, maar op een heel andere manier dan eerder werd gedacht. "Onze gegevens laten zien dat stabiele gashydraten het sediment erboven indirect kunnen destabiliseren, " zegt Dr. Judith Elger van GEOMAR. Zij is de hoofdauteur van de studie, die is gepubliceerd in het internationale tijdschrift Natuurcommunicatie .

Een inconsistentie in de vorige theorie, die zich richtte op het smelten van gashydraten als oorzaak van onderzeese aardverschuivingen, was het startpunt van het nieuwe onderzoek. "De waterdiepten kwamen niet overeen. Met stijgende watertemperaturen of dalende zeespiegels, het smelten van gashydraat zou worden gestart rond de bovenste delen van continentale hellingen. Echter, meest bekende fossiele onderzeese aardverschuivingen werden veroorzaakt in grotere diepten, " legt dr. Elger uit.

Om deze tegenstelling op te lossen, de geofysicus onderzocht seismische gegevens uit het gebied van de Hinlopen-glijbaan, die ongeveer 30 plaatsvonden, 000 jaar geleden ten noorden van Svalbard in 750 tot 2, 200 meter waterdiepte. Het team gebruikte de seismische data om nieuwe processen te simuleren met een computermodel.

Het bleek dat gashydraten een vaste stof kunnen vormen, ondoordringbare laag onder de zeebodem. Onder deze laag kunnen vrij gas en andere vloeistoffen zich ophopen. Na verloop van tijd creëren ze overdruk. Eventueel, gashydraten en sedimenten zijn niet langer bestand tegen deze verhoogde poriedruk en er ontstaan ​​hydrofracturen in de sedimenten. Deze breuken vormen leidingen die overdruk overbrengen naar ondiepere grofkorrelige sedimenten en daardoor ondiepe hellingsfalen veroorzaken. In het geval van de Hinlopen-glijbaan, deze vloeistofleidingen zijn nog steeds zichtbaar in de seismische gegevens.

"We hebben kunnen laten zien dat dit proces een realistisch alternatief is voor andere triggerprocessen voor de Hinlopen Slide, en het is volledig onafhankelijk van klimaatveranderingen. Echter, belangrijke informatie over de eigenschappen van gashydraathoudende sedimenten ontbreekt nog om onze modellen te verbeteren, " zegt dr. Elger.

In elk geval, de studie toont een nieuw causaal proces aan dat tot nu toe niet is overwogen bij het zoeken naar oorzaken van onderzeese aardverschuivingen. "Verdere studies die seismische gegevens en geotechnische laboratoriumexperimenten combineren, moeten nu uitwijzen of soortgelijke breuken kunnen worden gedetecteerd onder de zeebodem op andere historische aardverschuivingen en of dit een veel voorkomend fenomeen is, " Dr. Elger besluit.