黑海西北部第聂伯河古三角洲甲烷溢出区异常海底背散射模式

声学海底背散射强度与渗漏分布之间的关系可以通过整合多波束背散射数据和单波束回声探测器探测到的渗漏位置来检验。这项研宄得到了侧扫声纳的记录数据、5kHz的高分辨率地震数据、孔隙水分析、粒度分析以及可视海面观测的进一步支持。这些数据集是在2003年和2004年之间,EC(欧洲共同体)资助的CRIMEA项目在黑海西北部第聂伯河古三角洲中获得的。第聂伯河古三角洲大陆架上的一个小的区域(3.96km×3.72km),水深范围从-72m到-156m之间,水声检测到超过600个活动甲烷渗漏。多波束和侧扫声纳记录显示:背散射模式明显与渗漏或当前沙丘区域相关。渗漏通常发生在中等到高值的背散射区域,这通常与麻坑相重合。高分辨率地震数据揭示了存在波动的气层顶界,即地下游离气体的顶部,该气体向上隆起并穿过海底,在这个位置检测到气体渗漏和中-高的背散射值。在不同背散射强度位置取样的4个多心孔隙水分析显示:背散射强度与溶解的甲烷通量之间存在明确的相关性。所有分析的化学种类都表明:随着检测位置中-髙值的背散射强度的增加,甲烷的厌氧氧化(AOM)也随之增加。这由可视化海洋观测得到证实,说明了菌席和自生碳酸盐是由AOM形成的。4个多心的粒度分析只显示出不同背散射点之间的微小变化。整合所有数据集可以得出的结论是:观测到的背散射模式是甲烷渗漏和由AOM引起的甲烷衍生的自生碳酸盐(MDAC)沉淀的结果。碳酸盐陆架也似乎通过流体路径/层位的闭合而导致渗漏的逐渐(自我)封闭,然后气泡释放位置重新定位。

新西兰Hikurangi大陆边缘气体水合物发育区甲烷活动溢出点——扩散与气泡释放

2007年，为满足Hikurangi大陆边缘水合物发育区多学科深入研究需求，NewVentsS0191航次对此区域的气体渗漏位置分布及其活动情况进行了调查。根据ROV及其它定向视频平台在“岩石花园”区的直接观测及原位物理属性测量结果，我们给出两个渗漏点：Faure和LM-3站点。这是首次利用ROV在Hikurangi大陆边缘对甲烷气泡的释放进行可视化观测。在Faure站点，4次下潜都观测到气泡释放，过程持续时间达到20min。在第一个下潜点观测到6次气体突然喷发，每次持续1min，喷发间隔超过3min。这些喷发过程伴随有沉积颗粒的位移与再漂浮，并形成最大直径50cm，深度15cm的小规模下陷坑，这一过程可能描述了麻坑形成初期的状态。随后的下潜观察发现，此处的气泡释放速率相当稳定，再也没有目击到先前的气泡突然喷发现象。在LM-3站点，渗漏活动表现最强的是一个由新生的自生碳酸盐岩组成、面积100m2的平台区域，其上覆盖与渗漏活动相关的动物群落（活的双壳类、贝壳、管状虫）。与Faure站点相比，这一区域附近的气体活动不是很明显。我们的观测结果表明，这两个站点渗漏状况的不同源于甲烷释放的方式不同，甲烷气体在Faure站点主要以气泡方式而在LM-3站点更可能以扩散方式释放。根据甲烷释放方式的不同，我们提出一个概念模型，根据两个站点处水合物赋存深度和构造史的不同来解释渗漏状况的差异。