Forskare vid Kyushu University har lokaliserat en stor gasreservoar under en sprickaxel baserat på en automatiserad metod för att härleda seismisk tryckvågshastighet från seismisk reflektionsdata. Reservoaren kan ses i denna tvådimensionella seismiska hastighetskartläggning, som spänner över ett djup av cirka 3,5 km under havsytan och ett avstånd av cirka 6,5 km, som ett mörkblått område med låg hastighet inom gröna områden med högre hastighet. Identifiering av reservoaren var möjlig på grund av den kraftigt förbättrade upplösningen som tillhandahålls av den automatiserade tekniken jämfört med de manuella analysmetoder som hittills använts. Beroende på gasens natur, som sannolikt främst är koldioxid, metan, eller en blandning av de två, denna reservoar som finns i Okinawa-tråget kan vara en potentiell naturresurs eller ett miljöproblem. Kredit:Takeshi Tsuji, Kyushu universitet
Analyserar reflektioner av seismiska tryckvågor av undervattensbottengeologin utanför sydvästra Japan, forskare vid Kyushu University har hittat de första bevisen på en massiv gasreservoar där jordskorpan håller på att separeras. Beroende på dess natur, den fångade gasen kan vara en potentiell outnyttjad naturresurs eller en källa till växthusgaser som väntar på att fly, öka behovet av medvetenhet om liknande reservoarer runt om i världen.
Medan havet kan verka lugnt på ytan, havsdjupen kan uppleva intensiv termisk aktivitet när het magma sipprar in från platser där jordens övre skikt dras isär – en process som kallas sprickning. I sådana områden, förhöjda halter av koldioxid och metangas kan finnas i vattnet, eventuellt fly från magma eller produceras av mikrobiella organismer eller interaktion av organiskt rikt sediment med varmt vatten.
I en ny studie publicerad i Geofysiska forskningsbrev , forskare från Kyushu Universitys internationella institut för kolneutral energiforskning (I 2 CNER) rapporterar nu att vissa av dessa gaser faktiskt kan fångas under jorden, vilket leder till att det finns en massiv gasreservoar under axeln längs vilken sprickning sker i Okinawa-tråget.
För att hitta reservoaren, forskarna analyserade mätningar av hur geologiska strukturer reflekterar seismiska tryckvågor som genereras av en akustisk källa som bärs av en båt till studieområdet. Genom att tillämpa en automatiserad beräkningsteknik på dessa seismiska data, de kunde skapa en tvådimensionell karta över de hastigheter med vilka tryckvågorna färdas genom marken med en mycket högre upplösning än tidigare manuella tekniker.
"Seismiska tryckvågor färdas i allmänhet långsammare genom gaser än genom fasta ämnen, " förklarar studiens medförfattare Andri Hendriyana. "Därför, genom att uppskatta hastigheten för seismiska tryckvågor genom marken, vi kan identifiera underjordiska gasreservoarer och till och med få information om hur mättade de är. I detta fall, vi hittade låghastighetsfickor längs sprickaxeln nära Iheya North Knoll i mitten av Okinawa-tråget, indikerar områden fyllda med gas."
I detta skede, forskarna är fortfarande inte säkra på om reservoarerna huvudsakligen är fyllda med koldioxid eller metan. Om metan, gasen kan vara en potentiell naturresurs. Dock, både koldioxid och metan bidrar till växthuseffekten, så den snabba, okontrollerat utsläpp av endera gasen från en så stor reservoar kan få betydande miljökonsekvenser.
"Medan många människor fokuserar på växthusgaser som skapas av människor, Det finns också ett stort utbud av naturliga källor, " säger motsvarande författare Takeshi Tsuji. "Storskaliga gasreservoarer längs en sprickaxel kan representera en annan källa till växthusgaser som vi måste hålla ögonen på. Eller, de kan visa sig vara en betydande naturresurs."
När det gäller hur gasen fångas, en möjlighet är att lager av ogenomträngligt sediment som lera skulle kunna hindra gasen från att fly från porösa underliggande lager av material som pimpsten. Baserat på värmeflödet runt studieområdet, forskarna tror att en annan möjlighet är att ett lågpermeabilitetslock av metanhydrat – en is som innehåller metan – fungerar som lock.
"Zoner som den vi undersöker är inte ovanliga vid sprickor, så jag förväntar mig att liknande reservoarer kan finnas någon annanstans i Okinawa-tråget såväl som andra sedimenttäckta kontinentala back-arc-bassänger runt om i världen, " förklarar Tsuji.
