Methanblasen vom Meeresboden Hinweis auf bevorstehende Offshore-Beben

Methanblasen vom Meeresboden Hinweis auf bevorstehende Offshore-Beben

Einer neuen Studie zufolge liefern Methanblasen, die aus Sedimenten heraus quetschen und vor der Küste Washingtons vom Meeresboden aufsteigen, wichtige Hinweise darauf, was während eines schweren Offshore-Erdbebens passieren wird.

Die erste groß angelegte Analyse dieser Gasemissionen ergab mehr als 1,700-Blasenschwaden, die sich hauptsächlich in einem Nord-Süd-Band etwa 30 Meilen (50 Kilometer) von der Küste entfernt befinden.

Die Analyse der zugrunde liegenden Geologie legt nahe, warum die Blasen dort entstehen: Das Gas und die Flüssigkeit steigen durch Störungen auf, die durch die Bewegung von geologischen Platten erzeugt werden, die schwere Offshore-Erdbeben im pazifischen Nordwesten verursachen.

"Wir haben die ersten Methan-Entlüftungsöffnungen am Rand von Washington in 2009 gefunden und wir dachten, wir hätten Glück gehabt, sie zu finden, aber seitdem ist die Zahl nur exponentiell gewachsen", sagt Paul Johnson, Professor für Ozeanographie an der University of Washington und Leiter Autor der Studie im Journal of Geophysical Research: Feste Erde.

"Diese Öffnungen sind ein wenig kurzlebig", sagt Johnson. „Manchmal schalten sie sich mit den Gezeiten ein und aus und können sich ein wenig auf dem Meeresboden bewegen. Sie treten jedoch häufig in Gruppen in einem Umkreis von etwa drei Fußballfeldern auf. Manchmal gehst du raus und siehst einen aktiven Abzug und du gehst zurück zum selben Ort und es ist weg. Sie sind nicht zuverlässig wie die Geysire in Yellowstone. “

Sonarbild der Luftblasen, die vom Meeresgrund vor Washingtons Küste steigen. Dies geht aus einer 2014-Untersuchung in tieferem Wasser hervor: Die Basis der Säule ist 1 / 3 einer Meile (515 Meter) tief und die Spitze der Wolke befindet sich in 1 / 10 einer Meile (180 Meter) Tiefe. (Kredit: Brendan Philip / U. Washington)

Geöffnete Ozeantiefen

Die Forscher analysierten Daten aus mehreren Forschungskreuzfahrten des letzten Jahrzehnts, bei denen der Meeresboden mithilfe moderner Sonartechnologie kartografiert und außerdem Sonarbilder von Gasblasen im darüber liegenden Wasser erstellt wurden. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass mehr als 1,778-Methanblasen aus den Gewässern vor Washington State austreten, die in 491-Cluster zusammengefasst sind.

"Wenn Sie auf dem Meeresboden von Vancouver Island bis zum Columbia River wandern könnten, wären Sie nie außer Sichtweite einer Schaumwolke", sagt Johnson.

Methanblasen vom Meeresboden Hinweis auf bevorstehende Offshore-BebenRote Sterne zeigen Orte von Methanblasenwolken vor Washingtons Küste. Das Hellgrau ist das flache Festlandsockel, weniger als 160 Meter (175 Yards) tief. Das Blau ist der tiefere Rand und die Tiefebene, tiefer als 2.8 Kilometer. (Kredit: Paul Johnson / U. Washington)

Die Sedimente vor der Küste Washingtons bilden sich, als die ozeanische Platte von Juan de Fuca unter die nordamerikanische Kontinentalplatte stürzt und Material von der Ozeankruste kratzt. Diese Sedimente erhitzen sich, verformen sich und drücken sich gegen die starre nordamerikanische Platte. Die Kompression drückt sowohl Flüssigkeit als auch Methangas aus, die als Blasenströme aus dem Meeresboden austreten.

Die Blasensäulen befinden sich am häufigsten an der Grenze zwischen dem flachen Festlandsockel und dem steil abfallenden Abschnitt, an dem der Meeresboden in die Tiefen des offenen Ozeans abfällt. Diese plötzliche Änderung der Neigung ist auch eine tektonische Grenze zwischen der ozeanischen und der kontinentalen Platte.

„Obwohl sich am Rand einige Methanwolken aus allen Tiefen befinden, befindet sich die überwiegende Mehrheit der neu beobachteten Methanwolkenstandorte auf der Seeseite des Kontinentalschelfs in einer Wassertiefe von etwa 160 Metern“, erklärt Johnson.

Methanblasen vom Meeresboden Hinweis auf bevorstehende Offshore-BebenDie Küste von Washington ist geologisch komplex. Die Blasen treten aus einer Region vor der Küste auf, über der die Ozeanplatte von Juan de Fuca unter die nordamerikanische Kontinentalplatte stürzt. (Kredit: Paul Johnson / U. Washington)

Gut für Fisch

A früheren Studie vermutet, dass durch die Erwärmung des Meerwassers gefrorenes Methan in dieser Region freigesetzt wird. Weitere Analysen zeigten jedoch, dass die Methanblasen vor der pazifischen Nordwestküste von Standorten stammen, die seit Hunderten von Jahren vorhanden sind, und nicht aufgrund der globalen Erwärmung, so Johnson.

Stattdessen sind diese Gasemissionen ein langlebiges natürliches Merkmal, und ihre Verbreitung trägt dazu bei, dass der Festlandsockel solch produktive Fischgründe darstellt. Methan unter dem Meeresboden liefert Nahrung für Bakterien, die dann große Mengen an Bakterienfilm produzieren. Dieses biologische Material speist dann eine ganze ökologische Lebenskette, die die Fischpopulation in diesen Gewässern verbessert.

„Wenn Sie sich online ansehen, wo die Satellitentransponder anzeigen, wo sich die Fischereiflotte befindet, können Sie Gruppen von Fischerbooten um diese Methanschwaden-Hotspots herum sehen“, sagt Johnson.

Um zu verstehen, warum die Methanblasen hier auftreten, verwendeten die Forscher archivgeologische Untersuchungen, die Öl- und Gasunternehmen in den 1970s und 1980s durchgeführt hatten. Die jetzt öffentlich zugänglichen Untersuchungen zeigen Verwerfungszonen im Sediment, in denen das Gas und die Flüssigkeit nach oben wandern, bis sie aus dem Meeresboden austreten.

„Erdbebenuntersuchungen über den Gebieten mit Methanemissionen zeigen, dass der Rand des Festlandsockels während eines großen Mega-Erdbebens der Stärke 9 nach Westen geschoben wird“, sagt Johnson. "Fehler an dieser tektonischen Grenze stellen die durchlässigen Wege dar, über die Methangas und warme Flüssigkeit tief aus den Sedimenten entweichen können."

Die Lokalisierung dieser Fehler könnte möglicherweise ein neues Verständnis der Erdbebengefahr in der Cascadia-Subduktionszone liefern, die vor mehr als 300 Jahren zum letzten Mal aufgetreten ist.

Wenn sich der Meeresboden während eines Erdbebens in der Subduktionszone näher an der Küste bewegt und ein Hauptbestandteil dieser Bewegung im seichten Wasser stattfindet, würde dies einen kleineren Tsunami auslösen, als wenn sich der Meeresboden vollständig im tiefen Wasser bewegen würde.

„Wenn sich unsere Hypothese als richtig herausstellt, hat dies erhebliche Auswirkungen auf die Funktionsweise dieser Subduktionszone“, sagt Johnson.

Weitere Koautoren sind von der University of Washington und der Oregon State University. Die National Science Foundation finanzierte die Arbeit.

Quelle: Universität von Washington

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