南海西北部海域發(fā)育的海底麻坑群
浩瀚縹緲的海洋常常引起我們無(wú)限遐思,海水之下的海底是一望無(wú)垠還是高低崎嶇?其實(shí),海底地形地貌和大陸類(lèi)似,是豐富多彩的,既有寬廣的大陸架、陡峭的大陸坡和遼闊的深海平原,也有高山、峽谷那樣的海山和海溝。隨著海洋勘探技術(shù)發(fā)展和探測(cè)精度提高,科學(xué)家在海底也發(fā)現(xiàn)了各種各樣的微型地貌,比如海底麻坑。海底麻坑是什么,為什么會(huì)密密麻麻成群出現(xiàn),它們對(duì)海洋研究又有什么指導(dǎo)意義?
海底麻坑外觀(guān)上有點(diǎn)像陸地上的火山口或喀斯特地貌中的天坑,也像月球上的隕石坑。其實(shí),海底麻坑是一種類(lèi)似于漏斗狀凹陷的海底地形地貌。在全球海域的海灣、大陸架、大陸坡和深海平原中均發(fā)現(xiàn)有麻坑,水深變化范圍在10~5000米左右,而且常常成群出現(xiàn)。在全球不同海域觀(guān)測(cè)到越來(lái)越多的海底麻坑, 如白令海、北海、黑海、加拿大西部陸架、非洲西部大陸邊緣、墨西哥灣,以及我國(guó)的黃海、南海等。
我國(guó)南海的臺(tái)西南、鶯歌海、南沙和中建南等海域海底麻坑群陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),但數(shù)南海西北部中建南海域發(fā)現(xiàn)的麻坑群規(guī)模最大。這些麻坑呈現(xiàn)出不同的大小和形態(tài)特征,最小直徑不足5米,最大直徑達(dá)6000米,深度最大達(dá)165米。它們的表面形態(tài)多種多樣,有的呈圓形、橢圓形、月牙形、長(zhǎng)條形,甚至有的呈馬蹄形和環(huán)形,剖面形態(tài)上也多呈現(xiàn)字母V、U、W形等類(lèi)型。
這種蔚為壯觀(guān)的海底麻坑群是怎么形成的?通過(guò)多年的研究,科學(xué)家們普遍認(rèn)為分布較廣、規(guī)模較大海底麻坑群主要分布在深部流體較為豐富、構(gòu)造活動(dòng)比較活躍,并且海底沉積較為薄弱的大陸坡區(qū)域。
地層深部流體(孔隙流體、地下水和甲烷氣體)不斷聚集,一旦聚集產(chǎn)生的壓力大于上覆地層破裂壓力時(shí),這些流體就會(huì)沿著斷層、地層薄弱帶等逃逸通道向上滲漏至海底表面。這些深部流體向海水中快速?lài)姵龅倪^(guò)程中,會(huì)將海底沉積物中的細(xì)粒物質(zhì)帶入海水,同時(shí)被海底附近的水流搬運(yùn)走,久而久之就會(huì)在海底形成大小不等的漏斗狀的殘留海底地貌,海底麻坑就誕生了。在麻坑形成過(guò)程中或形成后,還會(huì)受到深部流體間歇式滲漏以及海底水道、海底洋流和斷裂活動(dòng)等其他地質(zhì)作用的不斷改造,進(jìn)而形成千奇百怪、多姿多彩的海底麻坑形態(tài)。
在海域水深500~3000米的大陸坡區(qū),是可燃冰形成的理想?yún)^(qū)域,而甲烷氣體在該區(qū)域泄露到海底形成麻坑的過(guò)程中,如果能遇到合適的儲(chǔ)集體就會(huì)與儲(chǔ)集體內(nèi)天然存在的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),就可形成甲烷水合物,即可燃冰??扇急且环N潛在的清潔能源,具有巨大的資源經(jīng)濟(jì)潛力。因此,甄別與可燃冰相關(guān)聯(lián)的海底麻坑就成了海洋科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。
近些年,廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局在南海西北部陸坡麻坑發(fā)育區(qū),利用海馬號(hào)遙控?zé)o人潛水器也發(fā)現(xiàn)了多處活動(dòng)冷泉。在調(diào)查拍攝的圖片上可以清晰地看到有兩三束甲烷氣泡向上冒出便是冷泉,這證實(shí)了麻坑的形成與甲烷氣體滲漏具有一定的關(guān)系。無(wú)人潛水器的海底攝像也發(fā)現(xiàn)了裸露在海底的塊狀可燃冰,因此加強(qiáng)海底麻坑的科學(xué)研究,不僅可以加深對(duì)海底地形地貌和地質(zhì)成因的了解,也可以幫助科學(xué)家在茫茫大海中快速找到可燃冰礦藏。