science >> Wetenschap >  >> Natuur

Seismische onderzoekscruise levert nieuwe gegevens op over gashydraten in de Amerikaanse Atlantische Oceaan

Het Mid-Atlantic Resource Imaging Experiment (MATRIX) verzamelde seismische reflectiegegevens langs meer dan 2000 km trackline weergegeven in geel. Zwarte spoorlijnen tonen doorvoerlijnen waar geen seismische gegevens werden verkregen, en oranje kruisen duiden de plaatsing van de sonoboei aan. Paarse gebieden werden geïdentificeerd door BOEM op basis van oudere seismische gegevens en tonen mogelijke ophopingen van gashydraat. Rode symbolen markeren het doorsijpelen van methaan op de zeebodem, en de zwart-witte cirkels vertegenwoordigen exploratieputten die in de jaren '70 en '80 zijn geboord. Namen aan de rand van de plank verwijzen naar de belangrijkste onderzeese canyons die door de plank breken. Credit:Bathymetrische basiskaart van B. Andrews.

Gegevens verkregen door de U.S. Geological Survey over de Amerikaanse Atlantische marge in augustus 2018 onthullen nieuwe informatie over de distributie van gashydraten in de sector die zich uitstrekt van de bovenste continentale helling tot diepwatergebieden voor de kust van New Jersey tot North Carolina. Het Mid-Atlantische Resource Imaging Experiment (MATRIX), die gezamenlijk werd gesponsord door het USGS Coastal/Marine Hazards and Resources Program (CMHRP), het Methaanhydraten R&D-programma bij het ministerie van Energie, en het Bureau of Ocean Energy Management, meer dan 2 verworven, 000 kilometer (ongeveer 1, 240 mijl) van mariene seismische gegevens die gashydraatkenmerken en andere geologische structuren onder de zeebodem in beeld brengen.

Gashydraat vormt zich van nature in zeebodemsedimenten wanneer methaan en water worden gecombineerd bij matige druk en relatief lage temperaturen. Gashydraatafzettingen lijken op ijs, en ze concentreren enorme hoeveelheden methaan in de oceanen en in permafrostgebieden. Aan de Amerikaanse Atlantische marge, BOEM had eerder potentiële ophopingen van gashydraat in diep water geïdentificeerd die de planning voor MATRIX vormden. In feite, de sedimenten van diepe mariene continentale randen bevatten bijna 99 procent van 's werelds gashydraat.

Het MATRIX-gegevensbeeld 1 tot 3 km (ongeveer 3, 300 tot 9, 800 ft) onder de zeebodem en nieuwe informatie verschaffen over de verspreiding van een belangrijke seismische indicator die verband houdt met de aanwezigheid van gashydraat. De gegevens onthullen ook ondiepe gasafzettingen en structurele kenmerken onder enkele van de honderden methaansijpelingen op de zeebodem die sinds 2011 langs de Atlantische rand zijn ontdekt en beelden van onderzeese aardverschuivingen, ondiepe fouten, en sedimentaire markers die belangrijk worden geacht bij het interpreteren van de geschiedenis van het bekken van de Atlantische Oceaan om de beoordeling van geologische gevaren langs de oostkust te informeren.

Tijdens MATRIX, Wetenschappers van USGS en operationeel personeel van CMHRP werden vergezeld door BOEM-wetenschappers, beschermde soorten visuele waarnemers, en externe technici aan boord van het onderzoeksschip (R/V) Hugh R. Sharp, die eigendom is van en wordt beheerd door de Universiteit van Delaware als onderdeel van het University-National Oceanographic Laboratory System.

USGS-wetenschapper Jenny White McKee kijkt toe hoe een vervangbare geluidsboei de draagraket verlaat tijdens de MATRIX-cruise van 2018 op de R/V Hugh R. Sharp. De geluidsboei zet een antenne in die wordt gebruikt om ontvangen seismische signalen terug naar het schip te sturen via radiofrequenties op afstanden tot 15 km afstand. Krediet:Carolyn Ruppel, USGS.

Er werden maximaal vier luchtkanonnen gebruikt om de akoestische energie op te wekken voor het in beeld brengen van zeebodemsedimenten. De seismische signalen werden geregistreerd door 112 tot 160 ontvangers die achter het schip werden gesleept en opgesteld in een streamer tot 1,2 kilometer (0,75 mijl) lang. De USGS zette ook 60 geluidsboeien in, dit zijn vervangbare instrumenten die seismische signalen ontvangen en de informatie terugzenden naar het schip op afstanden tot 15 km (9,3 mijl).

Renée Orr, Chief van BOEM's Office of Strategic Resources merkte op:"MATRIX bood de mogelijkheid om moderne seismische gegevens te verkrijgen om het begrip van gashydraten aan de Amerikaanse Atlantische marge te verfijnen in gebieden die zowel BOEM als de USGS eerder hebben aangemerkt als studiewaardig."

Lou Capitanio, programmamanager voor het Methane Hydrates-programma van DOE, voegde eraan toe dat, "MATRIX vertegenwoordigde ook een belangrijke stap in het aanpakken van prioriteiten van verschillende instanties om gashydraatafzettingen in diep water op de Amerikaanse maritieme marges te identificeren."

MATRIX-hoofdwetenschappers Carolyn Ruppel en Nathan Miller, beide mariene geofysici bij de USGS, beschouwde uitstekend weer en een gunstige Golfstroomstroom als sleutelfactoren in het succes van de seismische cruise. Onderzoekers verwierven zes seismische lijnen die van de continentale helling naar beneden lopen tot wateren zo diep als 4, 000 meter (ongeveer 13, 100 ft) voor de kust van New Jersey, Delaware, Maryland, Virginia, en Noord-Carolina. MATRIX voltooide ook drie bovenste continentale hellinglijnen en drie diepwaterlijnen (meer dan 2, 700 meter waterdiepte) lijnen die in deze sector evenwijdig aan de kustlijn zijn georiënteerd.

USGS-personeel op het dek van de R/V Hugh R. Sharp tijdens het ophalen van seismische luchtkanonnen. De streamer die de seismische signalen ontvangt die door de luchtkanonnen worden gegenereerd, wordt achter het schip gesleept en wordt hier rechts op de lier getoond. Krediet:Carolyn Ruppel, USGS.

John Haines, Programmacoördinator voor USGS CMHRP, merkte op dat de MATRIX-inspanning "wetenschappelijke, technisch, en operationeel personeel in ons USGS-programma en was de eerste keer sinds de jaren negentig dat CMHRP onafhankelijk een seismisch project op regionale schaal heeft uitgevoerd met luchtdrukbronnen. De samenwerking tussen meerdere instanties die heeft bijgedragen aan het succes van MATRIX is een uitstekend model voor seismische programma's op zee die missiegerelateerde onderzoeksdoelstellingen ondersteunen."

Naast de wetenschappelijke samenwerking tussen het USGS Gas Hydrates Project, DOE, en BOEM, MATRIX profiteerde van logistieke ondersteuning van het Scripps Institute of Oceanography, Lamont-Doherty Aardobservatorium, en de National Science Foundation. De National Marine Fisheries Service van de National Oceanic and Atmospheric Administration ondersteunde de naleving van de milieuwetgeving en vergunningen onder de Marine Mammal Protection Act en de Endangered Species Act.

Het USGS Gas Hydrates Project richt zich op het energiepotentieel van gashydraten, de interactie tussen hydraten en de omgeving, en verbindingen tussen gashydraten en geogevaren zoals onderzeese aardverschuivingen. MATRIX heeft gegevens geproduceerd die, voor de aankomende jaren, studies op al deze gebieden te vergemakkelijken en bredere analyses van de gevaren van de marge te ondersteunen, stratigrafie, en diepe structuur door USGS, andere instanties, en de academische gemeenschap.