研究加利福尼亚中部海岸外大规模海底洼地的研究人员发现，这些曾经被认为是甲烷喷发迹象的麻坑，实际上是由古老而强大的沉积流持续作用形成的。
这一惊人的发现颠覆了以往的假设，并为海上风电场的安全开发提供了重要指导。
古海底麻坑
蒙特雷湾水族馆研究所 (MBARI) 与美国地质调查局 (USGS) 和斯坦福大学合作，开展了广泛的研究，揭示了加利福尼亚中部沿海海底数千个奇特圆形凹陷的惊人成因。这些被称为麻坑的地貌，曾一度被认为是由海底下方喷发的甲烷气体造成的。但最新发现表明，成因更为壮观：这是由大规模、古老的海底沉积物流动导致的。
该团队的研究成果已发表在《地球表面：地球物理研究杂志》上，有助于科学家和资源管理者更好地了解海底的稳定性。如今，加利福尼亚州计划在同一区域建造海上风电场，这一信息尤为重要。
广阔的海底洼地引发担忧
大苏尔的海岸旁就是苏尔麻坑区，该区域面积与洛杉矶相当，拥有 5,200 多个此类又深又圆的坑。每个坑大约 200 米宽，大约是两个足球场的长度，深达 5 米。直到现在，许多人都认为这些巨坑是由海底上升的甲烷气泡形成的。随着清洁能源项目即将上马，专家担心甲烷可能会对海底稳定性和基础设施构成风险。
未检测到甲烷：确认重力流为关键力量
然而，蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）先进的海洋研究工具却讲述了另一个故事。研究小组没有发现甲烷的迹象。相反，他们的数据表明，强大的沉积物流（泥沙和水像海底雪崩一样沿海底冲下山）数十万年来一直在塑造和维持这些地貌。
“关于海底及其活动过程，仍存在许多未解之谜，”领导这项工作的蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）高级研究技术员伊芙·伦德斯坦表示。“本研究为资源管理者以及考虑将潜在近海区域作为水下基础设施选址的其他人员提供了有关海底的重要数据，以指导其决策。”
高科技测绘与取样揭示海底秘密
研究团队部署了蒙特雷湾水族馆研究所 (MBARI) 的先进水下机器人来研究苏尔麻坑区。首先，使用自主水下航行器（AUV，鱼雷形、自导式机器人）对该区域进行测绘。之前的海底地图是通过船上安装的声呐设备收集的，但由于海面与海底之间的距离较远，导致数据的分辨率较低。AUV 能够更靠近海底航行，从而以更高的分辨率可视化海底地形。MBARI 的海底测绘 AUV 还搭载了测量海底以下沉积物次底层剖面的技术。这些地图随后为蒙特雷湾水族馆研究所的遥控潜水器 (ROV)“Doc Ricketts”采样提供了指导。研究团队在蒙特雷湾水族馆研究所研究船的控制室内操控 ROV“Doc Ricketts”，采集沉积物样本，以重建单个麻坑的历史。
这些麻坑位于大陆边缘，即连接相对浅的大陆架和深海的动态海底区域。沉积物重力流可以间歇性地通过这一区域搬运大量物质。蒙特利湾水族研究所（MBARI）技术收集的数据和样本帮助研究团队拼凑出了这部分海底沉积物运动的历史。
保存有麻坑的古代浊流证据
研究小组在麻坑沉积物样本和麻坑区域的次表层图像中发现了多层砂质沉积物，称为浊积岩。这些沉积物表明，该地区的大规模沉积物重力流在过去 280,000 年至少间歇性发生过。这些沉积物重力流似乎会导致每个麻坑的中心部位受到侵蚀，从而随时间推移维持这些独特的水下形态特征。
伦德斯坦表示：“我们收集了海量数据，得以惊人地发现麻坑与沉积物重力流之间存在关联。我们虽然无法确定这些麻坑最初究竟是如何形成的，但借助蒙特雷湾水族研究所的先进水下技术，我们对这些特征如何在海底存续了数十万年之久及其原因有了新的认识。”
全球相关性：麻坑与海上风电风险
世界其他海底也发现了麻坑。在那些地方，麻坑与海底释放甲烷气体或其他流体有关。冒出的甲烷可能会导致海底不稳定，对海底结构（如海上风力发电机的锚）构成风险。2018年10月，美国海洋能源管理局（BOEM）宣布加利福尼亚州中部沿岸地区为潜在风能租赁区。蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）迅速着手进行这项研究，以回答有关海底稳定性的关键问题，为加利福尼亚州海上风能开发提供指导。
蒙特雷湾水族馆研究所 (MBARI) 所长兼首席执行官克里斯·斯科林表示：“扩大可再生能源对于实现大幅减少二氧化碳排放至关重要，这样才能防止进一步发生不可逆的气候变化。然而，关于海上风能开发可能带来的环境影响，仍有许多问题尚未得到解答。本研究是蒙特雷湾水族馆研究所研究人员回答有关海洋的基本问题的方法之一，旨在帮助我们明智地做出有关如何利用海洋资源的决策。”
“EXPRESS”活动增进对西海岸海底的了解
由于蒙特雷湾水族馆研究所 (MBARI)、美国地质调查局 (USGS)、美国内政部海洋能源管理局 (BOEM) 和美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 在跨机构合作研究项目“太平洋潜水系统扩展研究与勘探”(EXPRESS) 中做出了大量努力，如今苏尔麻坑区已成为北美洲西海岸研究最为透彻的海底区域之一。然而，关于这些麻坑仍有许多问题有待解答，包括这些特征最初是如何在数十万年前形成的。
参考文献：《加利福尼亚州大苏尔附近海域的坑穴为周期性、区域性和非限制性沉积物重力流提供证据》，作者：E. Lundsten、C. K. Paull、R. Gwiazda、S. Dobbs、D. W. Caress、L. A. Kuhnz、M. Walton、N. Nieminski、M. McGann、T. Lorenson、G. Cochrane和J. Addison，发表于2024年5月21日，《地球表面地球物理研究杂志》。数字对象唯一标识符（DOI）：10.1029/2023JF007374
本项工作的资金由大卫与露西尔·帕卡德基金会 (David and Lucile Packard Foundation)、美国内政部海洋能源管理局 (BOEM) 和美国地质调查局 (USGS) 提供。
本文最早于2024年5月发表。
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