Voor de kust van Washington, kolommen met bellen stijgen op uit de zeebodem, alsof het bewijs is van een slapende draak die eronder ligt. Maar deze bellen zijn methaan dat uit sediment wordt geperst en door het water omhoog stijgt. De locaties waar ze opduiken, geven belangrijke aanwijzingen voor wat er zal gebeuren tijdens een grote aardbeving op zee.

De studie, van de Universiteit van Washington en de Staatsuniversiteit van Oregon, werd onlangs gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Solid Earth .

De eerste grootschalige analyse van deze gasemissies langs de kust van Washington vindt meer dan 1, 700 bellenpluimen, voornamelijk geclusterd in een noord-zuid band ongeveer 30 mijl (50 kilometer) van de kust. Analyse van de onderliggende geologie suggereert waarom de bellen hier tevoorschijn komen:het gas en de vloeistof stijgen op door fouten die worden gegenereerd door de beweging van geologische platen die grote offshore-aardbevingen veroorzaken in de Pacific Northwest.

"We vonden de eerste methaanopeningen in de marge van Washington in 2009, en we dachten dat we geluk hadden om ze te vinden, maar sindsdien, het aantal is zojuist exponentieel gegroeid, " zei hoofdauteur Paul Johnson, een UW hoogleraar oceanografie.

"Deze ventilatieopeningen zijn een beetje kortstondig, Johnson voegde eraan toe. "Soms draaien ze af en aan met de getijden, en ze kunnen een beetje bewegen op de zeebodem. Maar ze komen meestal voor in clusters binnen een straal van ongeveer drie voetbalvelden. Soms ga je naar buiten en zie je één actieve ventilatieopening en ga je terug naar dezelfde locatie en is het weg. Ze zijn niet betrouwbaar, zoals de geisers in Yellowstone."

De auteurs analyseerden gegevens van meerdere onderzoekscruises in het afgelopen decennium die moderne sonartechnologie gebruiken om de zeebodem in kaart te brengen en ook sonarbeelden van gasbellen in het bovenliggende water te creëren. Hun nieuwe resultaten tonen meer dan 1, 778 methaanbelpluimen die uit de wateren van de staat Washington komen, gegroepeerd in 491 clusters.

"Als je over de zeebodem van Vancouver Island naar de Columbia River zou kunnen lopen, je zou nooit uit het zicht van een bellenpluim zijn, ' zei Johnson.

De sedimenten voor de kust van Washington worden gevormd als de Juan de Fuca oceanische plaat onder de Noord-Amerikaanse continentale plaat duikt, materiaal van de oceaankorst afschrapen. Deze sedimenten worden vervolgens verwarmd, vervormd en samengedrukt tegen de stijve Noord-Amerikaanse plaat. De compressie dwingt zowel vloeistof als methaangas naar buiten, die naar voren komt als bellenstromen uit de zeebodem.

De bellenkolommen bevinden zich het vaakst op de grens tussen het vlakke continentale plat en het steil hellende gedeelte waar de zeebodem naar de abyssale diepten van de open oceaan zakt. Deze abrupte verandering in helling is ook een tektonische grens tussen de oceanische en continentale platen.

"Hoewel er enkele methaanpluimen zijn uit alle diepten aan de rand, de overgrote meerderheid van de nieuw waargenomen methaanpluimlocaties bevindt zich aan de zeezijde van het continentaal plat, op ongeveer 160 meter waterdiepte, ' zei Johnson.

Een eerdere studie van de UW had gesuggereerd dat opwarmend zeewater bevroren methaan zou kunnen vrijgeven in deze regio, maar verdere analyse toonde aan dat de methaanbellen voor de kust van de Pacific Northwest voortkomen uit locaties die al honderden jaren aanwezig zijn, en zijn niet gerelateerd aan de opwarming van de aarde, zei Johnson.

In plaats daarvan, deze gasemissies zijn een natuurlijk kenmerk van lange duur, en hun prevalentie draagt ​​ertoe bij dat het continentale platgebied zulke productieve visgronden is. Methaan van onder de zeebodem levert voedsel voor bacteriën, die vervolgens grote hoeveelheden bacteriële film produceren. Dit biologische materiaal voedt vervolgens een hele ecologische levensketen die de vispopulaties in die wateren verbetert.

"Als je online kijkt waar de satelliettransponders laten zien waar de vissersvloot zich bevindt, zie je clusters van vissersboten rond deze methaanpluim-hotspots, ' zei Johnson.

Om te begrijpen waarom de methaanbellen hier voorkomen, de auteurs gebruikten geologisch archiefonderzoek van de olie- en gasmaatschappijen in de jaren zeventig en tachtig. de enquêtes, nu openbaar toegankelijk, tonen breukzones in het sediment waar het gas en de vloeistof naar boven migreren totdat ze uit de zeebodem komen.

"Seismische onderzoeken over de gebieden met methaanemissie geven aan dat de rand van het continentaal plat westwaarts wordt geduwd tijdens een grote megathrust, of magnitude-9, aardbeving, "Zei Johnson. "Defecten aan deze tektonische grens bieden de permeabele paden voor methaangas en warme vloeistof om diep in de sedimenten te ontsnappen."

De locatie van deze fouten zou mogelijk nieuw inzicht kunnen geven in het aardbevingsgevaar van de Cascadia Subduction Zone, die meer dan 300 jaar geleden voor het laatst scheurde. Als de beweging van de zeebodem tijdens een aardbeving in een subductiezone dichter bij de kust plaatsvindt, en een belangrijk onderdeel van deze beweging vindt plaats in het ondiepere water, dit zou een kleinere tsunami genereren dan wanneer de beweging van de zeebodem volledig in diep water zou zijn.

"Als onze hypothese waar blijkt te zijn, dan heeft dat grote gevolgen voor hoe deze subductiezone werkt, ' zei Johnson.