شكرًا لك على زيارة Nature.com ، إصدار المتصفح الذي تستخدمه يحتوي على دعم محدود لـ CSS ، وللحصول على أفضل تجربة ، نوصيك باستخدام متصفح محدث (أو إيقاف تشغيل وضع التوافق في Internet Explorer) ، وفي غضون ذلك ، لضمان استمرار الدعم ، سنعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
لقد أبلغنا عن أدلة على ارتفاع قاع البحر النشط وانبعاثات غازية على بعد عدة كيلومترات من الشاطئ من ميناء نابولي (إيطاليا) ، فالآثار والتلال والحفر هي سمات قاع البحر ، وتمثل هذه التكوينات قمم الهياكل القشرية الضحلة ، بما في ذلك المعابد والصدوع والطيات التي تؤثر على قاع البحر اليوم ، وقد سجلت ارتفاع وضغط وانبعاث الكربون من الهيليوم وثاني أكسيد الكربون. من المحتمل أن تكون مشابهة لتلك التي تغذي الأنظمة الحرارية المائية لإسكيا وكامبي فليجري وسوما فيزوف ، مما يشير إلى وجود مصدر عباءة مختلط بسوائل القشرة تحت خليج نابولي. الأيونات.
تعتبر التصريفات الحرارية المائية في أعماق البحار (الماء الساخن والغاز) سمة شائعة لتلال وسط المحيط وحواف الصفائح المتقاربة (بما في ذلك الأجزاء المغمورة من أقواس الجزر) ، في حين أن التصريفات الباردة لهيدرات الغاز (الكلترات) غالبًا ما تكون من سمات الأرفف القارية والهوامش السلبية. قد تسبق هذه التصريفات صعود الصهارة من خلال الطبقات العلوية من قشرة الأرض وتبلغ ذروتها في ثوران الجبال البحرية البركانية ووضعها في مكانها ، وبالتالي ، فإن تحديد (أ) الأشكال المرتبطة بالتشوه النشط لقاع البحر و (ب) انبعاثات الغازات القريبة من المناطق الساحلية المأهولة بالسكان مثل المنطقة البركانية المحتملة في نابولي. ، في حين أن السمات المورفولوجية المرتبطة بانبعاثات الغازات الحرارية المائية في أعماق البحار أو غازات الهيدرات معروفة جيدًا نسبيًا نظرًا لخصائصها الجيولوجية والبيولوجية ، فإن الاستثناءات هي السمات المورفولوجية المرتبطة بالمياه الضحلة ، باستثناء تلك التي تحدث في بحيرة 12 ، هناك عدد قليل نسبيًا من السجلات. تم جمع هذه البيانات خلال الرحلة البحرية SAFE_2014 (أغسطس 2014) على متن R / V Urania. نقوم بوصف وتفسير قاع البحر والهياكل تحت السطحية حيث تحدث انبعاثات الغاز ، والتحقيق في مصادر سوائل التنفيس ، وتحديد وتوصيف الآليات التي تنظم ارتفاع الغاز والتشوه المرتبط به ، ومناقشة آثار البراكين.
يشكل خليج نابولي الحافة الغربية من Plio-Quaternary ، و NW-SE الممتد منخفض كامبانيا التكتوني 13،14،15.EW من إيشيا (حوالي 150-1302 م) ، فوهة كامبي فليجري (حوالي 300-1538) وسوما-فيزوف (من <360-1944) يحصر الترتيب الخليج إلى جنوب شبه الجزيرة الشمالية (الشكل 1). عيوب NE-SW والثانوية NW-SE الثانوية (الشكل 1) 14،15. توحي إيشيا ، كامبي فليجري و Somma-Vesuvius بمظاهر حرارية مائية ، وتشوه أرضي ، وزلزالية ضحلة 16 ، 17 ، 18 (على سبيل المثال ، الحدث المضطرب في كامبي فليجري في 1982-1984 ، مع حدوث زلازل بمقدار 1.8 مليون و قد يكون هناك آلاف من الدراسات التي قد تكون هناك زلازل تبلغ 1.8 متر). - فيزوف و Campi Flegre ، ربما يكونان مرتبطين بخزانات الصهارة المفردة `` العميقة ''. أدى النشاط البركاني وتذبذبات مستوى سطح البحر في آخر 36 ka من Campi Flegrei و 18 ka من Somma Vesuvius إلى التحكم في النظام الرسوبي لخليج نابولي ، أدى انخفاض مستوى سطح البحر عند الحد الأقصى الأخير للجليد (18 ka) بعيدًا عن الانحدار إلى الانحدار المتأخر. الليستوسين-هولوسين: تم الكشف عن انبعاثات الغازات البحرية حول جزيرة إيشيا وقبالة ساحل كامبي فليجري وبالقرب من جبل سوما فيزوف (الشكل.1 ب).
(أ) الترتيبات المورفولوجية والهيكلية للجرف القاري وخليج نابولي 15 ، 23 ، 24 ، 48 - النقاط هي مراكز اندلاع الغواصات الرئيسية ؛تمثل الخطوط الحمراء عيوبًا كبيرة. (ب) قياس الأعماق لخليج نابولي مع وجود فتحات سائلة (نقاط) مكتشفه وآثار للخطوط الزلزالية (خطوط سوداء) ، والخطوط الصفراء هي مسارات الخطوط الزلزالية L1 و L2 المذكورة في الشكل 6 ، وتم تحديد حدود الهياكل الشبيهة بالقبة Banco della Montagna (BdM) بخطوط متقطعة زرقاء في العمود (أ ، المربعات المائية). تم الإبلاغ عن إطارات MBlank و CTD-EM50 و ROV في الشكل 5. تشير الدائرة الصفراء إلى موقع تفريغ عينات الغاز ، ويظهر تكوينها في الجدول S1.
استنادًا إلى البيانات التي تم الحصول عليها خلال الرحلة البحرية SAFE_2014 (أغسطس 2014) (انظر الطرق) ، تم إنشاء نموذج تضاريس رقمي جديد (DTM) لخليج نابولي بدقة 1 متر. يوضح DTM أن قاع البحر جنوب ميناء نابولي يتميز بسطح منحدر بلطف مواجه للجنوب (منحدر 3 درجة) متقطع بواسطة قبة 5.0 × كم المعروفة محليًا.1 أ ، ب) تتطور BDM على عمق حوالي 100 إلى 170 مترًا ، 15 إلى 20 مترًا فوق قاع البحر المحيط. عرضت قبة BdM شكلًا يشبه التلة بسبب 280 تلة دائرية إلى بيضاوية (الشكل 2 أ) ، 665 مخروطًا ، و 30 حفرة (الشكلان 3 و 4). انخفضت الجروح مع زيادة المحيط (الشكل 2 ب). تراوحت النسب المحورية للتلال بين 1 و 6.5 ، مع تلال ذات نسبة محورية> 2 تُظهر إضرابًا مفضلًا N45 ° E + 15 ° وإضرابًا ثانويًا أكثر تشتتًا من N105 ° E إلى N145 ° E (الشكل 2 ج).توجد المخاريط المفردة أو المحاذاة على مستوى BdM وعلى قمة التل (الشكل 3 أ ، ب) تتبع الترتيبات المخروطية ترتيب التلال التي تقع عليها ، وتوجد العلامات المخروطية بشكل شائع في قاع البحر المسطح (الشكل 3 ج) وأحيانًا على التلال ، وتوضح الكثافات المكانية للمخاريط والعلامات أن الحدود الشمالية الشرقية لمحاذاة الحدود الجنوبية الغربية والشكل 4 أ).يقع طريق NW-SE الأقل امتدادًا في منطقة BdM المركزية.
(أ) نموذج التضاريس الرقمي (حجم الخلية 1 م) لقبة بانكو ديلا مونتانا (BdM). (ب) محيط واستدارة أكوام BdM. (ج) النسبة المحورية والزاوية (الاتجاه) للمحور الرئيسي لأفضل شكل بيضاوي يحيط بالتل ، والخطأ القياسي لنموذج Digital Terrain هو 0.004 م ؛الأخطاء المعيارية للمحيط والاستدارة هي 4.83 م و 0.01 على التوالي ، والأخطاء المعيارية للنسبة المحورية والزاوية هي 0.04 و 3.34 درجة على التوالي.
تفاصيل المخاريط والحفر والتلال والحفر التي تم تحديدها في منطقة BdM المستخرجة من DTM في الشكل 2.
(أ) الأقماع المحاذاة في قاع البحر المسطح ؛(ب) المخاريط والحفر على التلال الرفيعة NW-SE ؛(ج) البثور على سطح مغمس قليلاً.
(أ) التوزيع المكاني للحفر المكتشفة والحفر وتصريف الغاز النشط (ب) الكثافة المكانية للحفر والحفر المذكورة في (أ) (العدد / 0.2 كم 2).
حددنا 37 انبعاثات غازية في منطقة BdM من صور أسلم صدى لعمود ROV المائي والملاحظات المباشرة لقاع البحر التي تم الحصول عليها خلال الرحلة البحرية SAFE_2014 في أغسطس 2014 (الشكلان 4 و 5). تظهر الانحرافات الصوتية لهذه الانبعاثات أشكالًا مستطيلة رأسياً ترتفع من قاع البحر ، وتتراوح عموديًا بين 12 و 70 مترًا متشكلًا تقريبًا (الشكل 5 أ). من تدفقات الفقاعات الكثيفة المستمرة إلى الظواهر قصيرة العمر (الفيلم التكميلي 1) ، يسمح فحص ROV بالتحقق البصري من حدوث فتحات سوائل قاع البحر ويسلط الضوء على البثور الصغيرة في قاع البحر ، والتي تحيط بها أحيانًا رواسب حمراء إلى برتقالية (الشكل 5 ب) ، وفي بعض الحالات ، تقوم قنوات ROV بإعادة تنشيط الانبعاثات ، ويظهر الشكل المورفولوجي للفتحة فتحة دائرية في أعلى عمود الماء مع عدم وجود نقطة تصريف موضعية في قاع البحر. .على وجه الخصوص ، انخفض الرقم الهيدروجيني فوق تصريف غاز BdM على عمق 75 مترًا من 8.4 (على عمق 70 مترًا) إلى 7.8 (على عمق 75 مترًا) (الشكل 5 ج) ، بينما كانت قيم الأس الهيدروجيني في مواقع أخرى في خليج نابولي تتراوح بين 0 و 160 مترًا في العمق الفاصل بين 8.3 و 8.5 (الشكل 5 د). درجة الحرارة 15 درجة مئوية والملوحة حوالي 38 PSU (الشكل 5 ج ، د) أشارت قياسات الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة والملوحة إلى: أ) مشاركة السوائل الحمضية المرتبطة بعملية تفريغ غاز BdM و ب) غياب أو بطء تصريف السوائل الحرارية ومحلول ملحي.
(أ) نافذة اقتناء ملف تعريف عمود الماء الصوتي (مقياس الصدى Simrad EK60). النطاق الأخضر العمودي المقابل لتوهج الغاز المكتشف في تفريغ السائل EM50 (حوالي 75 مترًا تحت مستوى سطح البحر) الموجود في منطقة BdM ؛يتم أيضًا عرض إشارات تعدد الإرسال في قاع البحر وقاع البحر (ب) التي تم جمعها باستخدام مركبة يتم التحكم فيها عن بُعد في منطقة BdM. تُظهر الصورة المفردة فوهة صغيرة (دائرة سوداء) محاطة برواسب حمراء إلى برتقالية. لوحة (د).
جمعنا ثلاث عينات غازية من منطقة الدراسة بين 22 و 28 أغسطس 2014 ، وأظهرت هذه العينات تركيبات متشابهة ، يغلب عليها ثاني أكسيد الكربون (934-945 مليمول / مول) ، تليها تركيزات ذات صلة من N2 (37-43 مليمول / مول) ، CH4 (16-24 مليمول / مول) و H2S (0.10 مليمول / مول) -0.44 ملليمول / مول) -0.44 ملليمول / مول) على التوالي. (الشكل 1 ب ، الجدول S1 ، الفيلم التكميلي 2) تم قياس تركيزات عالية نسبيًا من O2 و Ar (تصل إلى 3.2 و 0.18 مليمول / مول ، على التوالي) يتراوح مجموع الهيدروكربونات الخفيفة من 0.24 إلى 0.30 مليمول / مول ويتكون من C2-C4 ألكانات وعطريات (بشكل أساسي مركبات كبريتية و Aromatics). 295.5) ، على الرغم من أن العينة EM35 (قبة BdM) لها قيمة 304 ، تظهر فائضًا طفيفًا قدره 40Ar ، كانت نسبة δ15N أعلى من الهواء (حتى + 1.98٪ مقابل الهواء) ، بينما تراوحت قيم δ13C-CO2 من -0.93 إلى 0.44٪ مقابل V-PDB.R / Ra (بعد تصحيح نسبة تلوث الهواء باستخدام نسبة 1.94He) ، كانت النسبة بين 20He و 20 He كبيرة من خلال الجمع بين نظير الهليوم وثاني أكسيد الكربون ونظيره المستقر 22 ، يمكن زيادة توضيح مصدر الانبعاثات في BdM في خريطة CO2 لـ CO2 / 3He مقابل 13C (الشكل.6) ، تتم مقارنة تركيبة غاز BdM بتركيبة Ischia و Campi Flegrei و Somma-Vesuvius fumaroles. يوضح الشكل 6 أيضًا خطوط الخلط النظرية بين ثلاثة مصادر مختلفة للكربون قد تكون متورطة في إنتاج غاز BdM: ذوبان مشتق من الوشاح المذاب ، ورواسب غنية عضوية ، وكربونات. يُفترض أنه مخصب قليلاً في ثاني أكسيد الكربون بالنسبة إلى MORBs الكلاسيكية لغرض ملاءمة البيانات) والتفاعلات الناتجة عن إزالة الكربون من القشرة الصخرية الغازية الناتجة.
تم الإبلاغ عن الخطوط الهجينة بين تكوين الوشاح والأعضاء النهائية من الحجر الجيري والرواسب العضوية للمقارنة. تمثل الصناديق مناطق fumarole في Ischia و Campi Flegrei و Somma-Vesvius 59 ، 60 ، 61 ، وعينة BdM في الاتجاه المختلط لبركان كامبانيا ، وغاز العضو النهائي للخط المختلط هو مصدر كربونات الوشاح ، وهو تفاعل معادن للغاز.
يُظهر المقطعان الزلزاليان L1 و L2 (الشكلان 1 ب و 7) الانتقال بين BdM والتسلسلات الطبقية البعيدة لمناطق Somma-Vesuvius (L1 ، الشكل 7 أ) و Campi Flegrei (L2 ، الشكل 7 ب) ، وتتميز dM بوجود اثنين من التكوينات الزلزالية الرئيسية (MS) و PS في وقت لاحق. الاستمرارية (الشكل 7 ب ، ج). تشتمل هذه الطبقة على الرواسب البحرية التي يتم سحبها بواسطة نظام Last Glacial Maximum (LGM) وتتكون من الرمل والطين ، وتتميز طبقة PS الأساسية (الشكل 7 ب-د) بفوضى إلى مرحلة شفافة على شكل أعمدة أو ساعات رملية. plift مسؤولة عن تكوين الطيات والصدوع التي تؤثر على طبقة MS والرواسب الحالية العلوية لقاع البحر BdM (الشكل 7 ب-د). يتم فصل الفاصل الزمني الطبقي MS بوضوح في جزء ENE من القسم L1 ، بينما يبيض باتجاه BdM بسبب وجود طبقة متوالية مشبعة بالغاز (الشكل GSL) مغطاة.تشير نوى الجاذبية التي تم جمعها في الجزء العلوي من BdM المقابلة للطبقة الزلزالية الشفافة إلى أن الجزء العلوي 40 سم يتكون من الرمال المترسبة مؤخرًا حتى الوقت الحاضر ؛) 24،25 وشظايا الخفاف من الانفجار المتفجر لـ Campi Flegrei من "Naples Yellow Tuff" (14.8 ka) 26- لا يمكن تفسير المرحلة الشفافة لطبقة PS من خلال عمليات الخلط الفوضوية وحدها ، لأن الطبقات الفوضوية المرتبطة بالانهيارات الأرضية وتدفقات الطين وتدفقات الحمم البركانية التي تم العثور عليها خارج BdM في خليج نابولي هي مظهر غير صوتي. تعكس طبقة PS النتوء تحت سطح البحر (الشكل 7 د) ارتفاع الغاز الطبيعي.
(أ) الملف الزلزالي أحادي المسار L1 (تتبع الملاحة في الشكل 1 ب) الذي يُظهر ترتيبًا مكانيًا عموديًا (باغودا) ، ويتكون الباغودا من رواسب فوضوية من الخفاف والرمل ، وتزيل الطبقة المشبعة بالغاز الموجودة أسفل الباغودا استمرارية التكوينات العميقة. رواسب الرمال الجليدية (ج) تم الإبلاغ عن تفاصيل التشوه في MS و PS في (ج ، د) بافتراض سرعة 1580 م / ث في الرواسب العليا ، تمثل 100 مللي ثانية حوالي 80 مترًا على المقياس الرأسي.
تتشابه الخصائص المورفولوجية والهيكلية لـ BdM مع الحقول الأخرى تحت سطح البحر الحرارية المائية وهيدرات الغاز على مستوى العالم 2،12،27،28،29،30،31،32،33،34 وغالبًا ما ترتبط بالرافعات (الأقبية والتلال) وتصريف الغاز (المخاريط والحفر). يتم التحكم في توزيعها جزئيًا بواسطة الكسور التصادمية NW-SE و NE-SW (الشكل 4 ب) ، فهذه هي الضربات المفضلة لأنظمة الأعطال التي تؤثر على مناطق Campi Flegrei و Somma-Vesuvius البركانية وخليج نابولي. السطح ، وهي ميزة مشتركة بين الأنظمة الحرارية المائية الأخرى التي يتم التحكم فيها هيكليًا ، والجدير بالذكر أن مخاريط وحفر BdM لم تكن دائمًا مرتبطة بالتلال (الشكل.يشير هذا إلى أن هذه التلال لا تمثل بالضرورة مقدمة لتكوين الحفرة ، كما اقترح مؤلفون آخرون لمناطق هيدرات الغاز.
تُظهِر الانبعاثات الغازية الثلاثة المُجمَّعة توقيعات كيميائية نموذجية للسوائل الحرارية المائية ، وتحديداً ثاني أكسيد الكربون مع تركيزات كبيرة من الغازات المختزلة (H2S و CH4 و H2) والهيدروكربونات الخفيفة (خاصة البنزين والبروبيلين) 38 ، 39 ، 40 ، 41 ، 42 ، 43 ، 44 ، 45 (الجدول S1) ، قد يكون وجود الغازات في الهواء (مثل O2) ، والتي من المتوقع وجود غازات ملوثة في الهواء (مثل O2) ، والتي قد تكون موجودة في الماء الغاطس (مثل O2). ملامسة الغازات المخزنة في الصناديق البلاستيكية المستخدمة لأخذ العينات ، حيث يتم استخراج ROVs من قاع المحيط إلى البحر للثورة ، وعلى العكس من ذلك ، تشير قيم 15 N موجبة و N2 / Ar عالية (تصل إلى 480) أعلى بكثير من ASW (المياه المشبعة بالهواء) إلى أن معظم N2 ينتج من مصادر حرارية خارج الغلاف الجوي. بواسطة محتويات CO2 و He والتوقيعات النظيرية الخاصة بهم. تشير نظائر الكربون (δ13C-CO2 من -0.93٪ إلى + 0.4٪) وقيم ثاني أكسيد الكربون / 3He (من 1.7 × 1010 إلى 4.1 × 1010) إلى أن عينات BdM تنتمي إلى اتجاه مختلط من الفومارولات حول أعضاء طرف عباءة خليج نابولي وإزالة الكربون. في نفس الموقع تقريبًا مثل السوائل من براكين كامبي فليجري وسوما فيوسيفوس المجاورتين ، وهي أكثر قشرة من إيشيا فومارولس ، وهي أقرب إلى نهاية الوشاح.الجدول S1) يشير هذا إلى أن إضافة وتراكم العنصر الإشعاعي نشأ من نفس مصدر الصهارة الذي يغذي براكين Somma-Vesuvius و Campi Flegrei ، ويشير عدم وجود كسور الكربون العضوية التي يمكن اكتشافها في انبعاثات BdM إلى أن الرواسب العضوية غير متضمنة في عملية إزالة غاز BdM.
استنادًا إلى البيانات المذكورة أعلاه والنتائج من النماذج التجريبية للهياكل الشبيهة بالقبة المرتبطة بالمناطق الغنية بالغازات تحت سطح البحر ، قد يكون ضغط الغاز العميق مسؤولاً عن تكوين قباب BdM على نطاق كيلومتر. لتقدير الضغط الزائد Pdef المؤدي إلى BdM ، طبقنا نموذجًا لميكانيكا الألواح الرقيقة ، بافتراض ، من البيانات المورفولوجية والزلزالية التي تم جمعها ، أن تكون B إيداع أقصى إزاحة رأسية w وسمك h (الشكل التكميلي S1) .Pdef هو الفرق بين الضغط الكلي والضغط الساكن للصخر بالإضافة إلى ضغط عمود الماء. في BdM ، يبلغ نصف القطر حوالي 2500 متر ، w 20 متر ، والحد الأقصى h المقدرة من الملف الزلزالي هو حوالي 100 متر ، نحسب Pdef 46Pdef = w 64 D / a4 من العلاقة ؛يُعطى D بواسطة (E h3) / [12 (1 - ν2)] ، حيث E هو معامل Young للودائع ، ν هي نسبة Poisson (~ 0.5) 33 ، نظرًا لأن الخواص الميكانيكية لرواسب BdM لا يمكن قياسها ، فقد حددنا E = 140 kPa ، وهي قيمة معقولة للرواسب الرملية الساحلية 47 مشابهة لـ BdM 14،24. ، 34 لأن رواسب BDM تتكون أساسًا من الرمل ، وليس الطمي أو الطين الطمي .24 نحصل على Pdef = 0.3 Pa ، وهو ما يتوافق مع تقديرات عمليات رفع قاع البحر في بيئات حوض هيدرات الغاز ، حيث يختلف Pdef من 10-2 إلى 103 Pa ، مع قيم أقل تمثل انخفاض w / a و / أو ما. هياكل التهوية المرصودة. أشارت الملامح الزلزالية المنعكسة المجمعة (الشكل 7) إلى أن رواسب PS قد تم رفعها من GSL ، مما أدى إلى رفع الرواسب البحرية العلوية لمرض التصلب العصبي المتعدد ، مما أدى إلى تلال ، وثنيات ، وأعطال ، وقطع رسوبية (الشكل.يشير هذا إلى أن الخفاف القديم من 14.8 إلى 12 ka قد تسلل إلى طبقة MS الأحدث من خلال عملية نقل الغاز إلى أعلى ، ويمكن اعتبار السمات المورفولوجية لهيكل BdM نتيجة للضغط الزائد الناتج عن تصريف السوائل الناتج عن GSL ، وبالنظر إلى أن التفريغ النشط يمكن رؤيته من قاع البحر حتى أكثر من 170 مترًا bsl 48 ، فإننا نفترض أنه كان للرواسب أيضًا تأثير مادة الغسل الموجودة في MS ، موضحًا وجود رواسب فوضوية في عينات الجاذبية المأخوذة من عينات BdM. علاوة على ذلك ، فإن الضغط الزائد لـ GSL يخلق نظام كسر معقد (خطأ متعدد الأضلاع في الشكل 7 ب). يتم تفسيرها حاليًا على أنها تأثيرات ارتفاع الغاز 31،33 أو المتبخرات 50. على الهامش القاري لكامبانيا ، الرواسب التبخرية نادرة ، على الأقل في أعلى 3 كيلومترات من القشرة ، لذلك من المرجح أن يتم التحكم في آلية نمو باغودا BdM عن طريق ارتفاع الغاز في الرواسب ، وهذا الاستنتاج مدعوم بالوجهات الزلزالية الشفافة (الشكل.بالإضافة إلى بيانات الجاذبية الأساسية كما ورد سابقًا ، حيث تنفجر الرمال الحالية مع 'Pomici Principali' و 'Naples Yellow Tuff'26 Campi Flegrei علاوة على ذلك ، غزت رواسب PS وتشوه الطبقة العليا من MS (الشكل 7 د) ، ويشير هذا الترتيب الهيكلي إلى أن الباغودا تمثل هيكلًا انتفاضيًا وليس فقط كثافة أنابيب الغاز الرئيسية. es كما يدخل الغاز من الأسفل ؛ب) يرتفع خليط الغاز والرواسب ، وهو الطي الملحوظ والتصدع والكسر الذي يسبب رواسب MS (الشكل 7). تم اقتراح آلية تكوين مماثلة للباجودات المرتبطة بهيدرات الغاز في بحر جنوب سكوتيا (أنتاركتيكا). ظهرت معابد BdM في مجموعات في مناطق التلال ، وكان متوسطها الرأسي 70-100 متر في وقت السفر ثنائي الاتجاه (الشكل 7). y من نواة الجاذبية BdM ، نستنتج أن عمر تكوين هياكل الباغودا أقل من حوالي 14-12 كيلو باسكال ، علاوة على ذلك ، لا يزال نمو هذه الهياكل نشطًا (الشكل 7 د) حيث غزت بعض المعابد رمال BdM الحالية وشوهتها (الشكل 7 د).
يشير فشل الباغودا في عبور قاع البحر الحالي إلى (أ) ارتفاع الغاز و / أو التوقف المحلي لخلط الغاز والرواسب ، و / أو (ب) التدفق الجانبي المحتمل لخليط الغاز والرواسب لا يسمح بعملية ضغط زائد موضعي ، ووفقًا لنموذج نظرية ديابير 52 ، يوضح التدفق الجانبي توازنًا سلبيًا بين معدل الإمداد من خليط الطين والغاز الذي يتحرك لأعلى. زيادة كثافة الخليط بسبب اختفاء إمداد الغاز ، والنتائج الملخصة أعلاه والارتفاع المتحكم في الطفو للمعبد يسمح لنا بتقدير ارتفاع عمود الهواء hg ، وتعطى الطفو بواسطة ΔP = hgg (ρw - g) ، حيث g هي الجاذبية (9.8 m / s2) و w و g هما مجموع كثافة الغاز المحسوب مسبقًا و g مع كثافة الغاز. صفيحة الرواسب ، أي ρsg h ، حيث s هي كثافة الرواسب. في هذه الحالة ، تُعطى قيمة hg المطلوبة للطفو المرغوب بواسطة hg = (Pdef + Plith) / [g (ρw - g)]. ≫ρg نحصل على hg = 245 مترًا ، وهي قيمة تمثل عمق قاع GSL.ΔP تساوي 2.4 ميجا باسكال ، وهو الضغط الزائد المطلوب لكسر قاع البحر BdM وتشكيل فتحات.
يتوافق تكوين غاز BdM مع مصادر الوشاح التي تم تغييرها عن طريق إضافة السوائل المرتبطة بتفاعلات إزالة الكربون من صخور القشرة الأرضية (الشكل 6). تشير محاذاة EW الخشنة لقباب BdM والبراكين النشطة مثل Ischia و Campi Flegre و Soma-Vesuvius إلى جانب تركيبة الغازات المنبعثة من القشرة الأرضية إلى أن المزيد من الغازات المنبعثة من القشرة الأرضية من الغرب (Ischia) إلى الشرق (Somma-Vesuivus) (الشكلان 1 ب و 6).
لقد توصلنا إلى أنه في خليج نابولي ، على بعد بضعة كيلومترات من ميناء نابولي ، يوجد هيكل يشبه القبة بعرض 25 كيلومترًا مربعًا يتأثر بعملية تفريغ نشطة وينتج عن وضع المعابد والتلال. حاليًا ، تشير توقيعات BdM إلى أن الاضطراب غير الصهاري قد يسبق النشاط البركاني الجنيني ، أي يجب أن يكون التطور الحراري للموائع أو التصريف المبكر للصهارة. إشارات نصفية وجيوفيزيائية تدل على الاضطرابات الصخرية المحتملة.
تم الحصول على ملفات تعريف عمود المياه الصوتية (2D) خلال رحلة SAFE_2014 (أغسطس 2014) على R / V Urania (CNR) من قبل معهد المجلس الوطني للبحوث للبيئة البحرية الساحلية (IAMC). تم إجراء أخذ العينات الصوتية بواسطة مسبار صدى تقسيم الشعاع العلمي Simrad EK60 يعمل عند 38 كيلو هرتز تم تسجيل بيانات الصوت بدقة 4 كيلومترات عند متوسط ​​سرعة القرص. منطقة التجميع (بين 74 و 180 م bsl). قياس المعلمات الفيزيائية والكيميائية في عمود الماء باستخدام مجسات متعددة العوامل (الموصلية ودرجة الحرارة والعمق ، CTD). تم جمع البيانات باستخدام مسبار CTD 911 (SeaBird ، Electronics Inc.) ومعالجتها باستخدام برنامج SBED-Win32 (Seasave ، الإصدار 7.23.2). تم إجراء فحص بصري لقاع البحر عن بعد باستخدام جهاز (GEI Polltal III). .
تم إجراء الحصول على البيانات متعددة الحزم باستخدام نظام سونار متعدد الحزم Simrad EM710 100 كيلوهرتز (Kongsberg) ، ويرتبط النظام بنظام تحديد المواقع العالمي التفاضلي لضمان أخطاء مترية فرعية في تحديد موضع الحزمة ، النبضة الصوتية لها تردد 100 كيلو هرتز ، ونبضة إطلاق تبلغ 150 درجة وفتحة كاملة من 400 حزمة. قياسي (https://www.iho.int/iho_pubs/standard/S-44_5E.pdf) للملاحة وتصحيح المد والجزر. تم إجراء تقليل الضوضاء بسبب ارتفاعات عرضية للأداة واستبعاد شعاع منخفض الجودة باستخدام أدوات تحرير النطاق وفك الضغط. توجيه شعاع مناسب: تتكون مجموعة البيانات بأكملها من حوالي 440 كم 2 (0-1200 م عمق) ، تم استخدام البيانات لتوفير نموذج تضاريس رقمي عالي الدقة (DTM) يتميز بحجم خلية شبكة يبلغ 1 م.1 أ) باستخدام بيانات التضاريس (> 0 متر فوق مستوى سطح البحر) التي تم الحصول عليها بحجم خلية شبكة يبلغ 20 مترًا بواسطة المعهد الجغرافي العسكري الإيطالي.
يغطي ملف بيانات زلزالية أحادية القناة عالية الدقة يبلغ طولها 55 كيلومترًا ، تم جمعها أثناء الرحلات البحرية الآمنة في المحيط في عامي 2007 و 2014 ، مساحة تبلغ حوالي 113 كيلومترًا مربعًا ، على حد سواء على R / V Urania. تم الحصول على ملفات تعريف Marisk (على سبيل المثال ، ملف تعريف الزلزالي L1 ، الشكل 1 ب) باستخدام نظام IKB-Seistec boomer. تتكون وحدة الاستحواذ من طوف واحد يبلغ 2.5 كيلو هرتز يتم وضع التردد الموجب فيه للمصدر. لحل العواكس المفصولة بمقدار 25 سم ، تم الحصول على الملامح الزلزالية الآمنة باستخدام مصدر زلزالي متعدد الأطراف 1.4 كيلوجول متداخل مع برنامج Geotrace (نظام المسح البحري الجغرافي). يتكون النظام من طوف يحتوي على مصدر 1-6.02 كيلوهرتز يخترق ما يصل إلى 400 مللي ثانية في الرواسب الناعمة أسفل قاع البحر ، مع معدل دقة رأسي نظري يبلغ 0.3 سم. تمت معالجة البيانات وتقديمها باستخدام برنامج Geosuite Allworks بسير العمل التالي: تصحيح التمدد ، وكتم عمود الماء ، وتصفية IIR لتمرير النطاق الترددي 2-6 كيلوهرتز ، و AGC.
تم جمع الغاز من فومارول تحت الماء في قاع البحر باستخدام صندوق بلاستيكي مزود بغشاء مطاطي على جانبه العلوي ، تم وضعه مقلوبًا بواسطة ROV فوق الفتحة ، وبمجرد أن تحل فقاعات الهواء التي تدخل الصندوق محل مياه البحر تمامًا ، تعود ROV إلى عمق 1 متر ، ويقوم الغواص بنقل الغاز المجمّع من خلال حاجز مطاطي مملوء بـ 20 مليلتر. (قارورة من نوع Gegenbach). يتم إذابة أنواع الغازات الحمضية الرئيسية (CO2 و H2S) في المحلول القلوي ، بينما يتم تحليل أنواع الغازات منخفضة الذوبان (N2 و Ar + O2 و CO و H2 و He و Ar و CH4 والهيدروكربونات الخفيفة) في فراغ رأس زجاجة أخذ العينات. عمود الغربال وكاشف الموصلية الحرارية (TCD) 54. تم تحليل الأرجون والأكسجين باستخدام كروماتوجراف غاز Thermo Focus المجهز بعمود غربال جزيئي شعري بطول 30 مترًا و TCD ، تم تحليل الميثان والهيدروكربونات الخفيفة باستخدام كروماتوجراف غاز Shimadzu 14A مجهز بعمود من الفولاذ المقاوم للصدأ بطول 10 أمتار ومعبأ بـ 100٪ من الفولاذ المقاوم للصدأ ومعبأ بـ 100٪ من الفولاذ المقاوم للصدأ. تم استخدام الطور السائل لتحليل 1) CO2 ، حيث تمت معايرته بمحلول 0.5 N HCl (Metrohm Basic Titrino) و 2) H2S ، بعد الأكسدة باستخدام 5 مل H O (33٪) ، بواسطة كروماتوجرافيا الأيونات (IC) (IC) (Wantong 761). تم تحليل δ13C-CO2٪ و V-PDB) باستخدام مطياف الكتلة Finningan Delta S وكانت المعايير المستخدمة لتقدير الدقة الخارجية هي رخام Carrara و San Vincenzo (داخليًا) و NBS18 و NBS19 (دوليًا) ، بينما كان الخطأ التحليلي وقابلية التكاثر ± 0.05٪ و ± 0.1٪ على التوالي.
تم تحديد قيم δ15N (معبرًا عنها بنسبة٪ مقابل الهواء) و 40Ar / 36Ar باستخدام كروماتوجراف غاز Agilent 6890 N (GC) مقترنًا بمطياف كتلة التدفق المستمر Finnigan Delta plusXP ، خطأ التحليل هو: 15N ± 0.1٪ ، 36Ar <1٪ ، 40Ar <3٪. 6) تم تحديد 57 في مختبر INGV-Palermo (إيطاليا) تم تحديد 3He و 4He و 20Ne باستخدام مطياف كتلة مجمع مزدوج (Helix SFT-GVI) 58 بعد فصل He و Ne ، خطأ التحليل ≤ 0.3٪ ، الفراغات النموذجية لـ He و Ne هي <10-14 و <10-16 مول ، على التوالي.
كيفية الاستشهاد بهذه المقالة: باسارو ، إس وآخرون ، رفع أرضية البحر مدفوعًا بعملية تفريغ يكشف عن نشاط بركاني ناشئ على طول الساحل. العلوم.6 ، 22448 ؛دوى: 10.1038 / srep22448 (2016).
Aharon، P. الجيولوجيا والبيولوجيا الحديثة والقديمة لتسربات وفتحات الهيدروكربونات في قاع البحر: مقدمة. Geographic Ocean Wright.14، 69–73 (1994).
Paull، CK & Dillon، WP التواجد العالمي لهيدرات الغاز. في Kvenvolden، KA & Lorenson، TD (eds.) 3–18 (هيدرات الغاز الطبيعي: التواجد والتوزيع والكشف. الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي 124 ، 2001).
Fisher، AT القيود الجيوفيزيائية على الدورة الحرارية المائية. In: Halbach، PE، Tunnicliffe، V. & Hein، JR (eds) 29–52 (تقرير ورشة عمل دورهام ، الطاقة والانتقال الجماعي في الأنظمة البحرية المائية الحرارية ، مطبعة جامعة دورهام ، برلين (2003)).
Coumou ، D. ، Driesner ، T. & Heinrich ، C. هيكل وديناميكيات النظم الحرارية المائية في وسط المحيط ، العلوم 321 ، 1825-1828 (2008).
Boswell، R. & Collett، TS الآراء الحالية حول موارد هيدرات الغاز والطاقة والبيئة والعلوم 4 ، 1206-1215 (2011).
Evans، RJ، Davies، RJ & Stewart، SA تاريخ البنية الداخلية وثوران نظام بركان طيني على نطاق كيلومتر في جنوب بحر قزوين. حوض الخزان 19 ، 153–163 (2007).
ليون ، آر وآخرون ، سمات أرضية البحر المرتبطة بتسرب الهيدروكربونات من تلال طين كربونات المياه العميقة في خليج قادس: من تدفق الطين إلى رواسب الكربونات ، جغرافية مارس ، رايت ، 27 ، 237-247 (2007).
Moss، JL & Cartwright، J. التمثيل الزلزالي ثلاثي الأبعاد لخطوط أنابيب هروب السوائل على نطاق كيلومتر قبالة سواحل ناميبيا حوض خزان 22 ، 481-501 (2010).
Andresen، KJ خصائص تدفق السوائل في أنظمة خطوط أنابيب النفط والغاز: ماذا يخبروننا عن تطور الأحواض؟ March Geology.332، 89–108 (2012).
Ho، S.، Cartwright، JA & Imbert، P. التطور الرأسي لهيكل تصريف السوائل الرباعي النيوجيني فيما يتعلق بتدفقات الغاز في حوض الكونغو السفلي ، قبالة ساحل أنغولا ، جيولوجيا مارس 332-334 ، 40-55 (2012).
جونسون ، سي وآخرون ، النشاط الحراري المائي والتكتوني في بحيرة يلوستون الشمالية ، وايومنغ ، الجيولوجيا ، الحزب الاشتراكي ، نعم ، الثور 115 ، 954-971 (2003).
Patacca، E.، Sartori، R. & Scandone، P. The Tyrrhenian Basin and the Apennine Arc: Kinematic Relationships since the late Totonian.Mem Soc Geol Ital 45، 425–451 (1990).
Milia et al. البنية التكتونية والقشرية على الحافة القارية لكامبانيا: العلاقة بالنشاط البركاني. mineral.gasoline.79، 33-47 (2003)
Piochi، M.، Bruno PP & De Astis G. الدور النسبي للتصدع التكتوني وعمليات الرفع الصهاري: الاستدلال من البيانات الجيوفيزيائية والهيكلية والجيوكيميائية في منطقة نابولي البركانية (جنوب إيطاليا). Gcubed، 6 (7)، 1-25 (2005).
Dvorak، JJ & Mastrolorenzo، G. آليات حركة القشرة الرأسية الأخيرة في فوهة Campi Flegrei في جنوب إيطاليا ، علم الجيولوجيا ، الحزب الاشتراكي ، نعم ، المواصفات 263 ، الصفحات 1-47 (1991).
أورسي ، جي وآخرون ، التشوه الأرضي والزلازل قصير المدى في فوهة كامبي فليجري المتداخلة (إيطاليا): مثال على الانتعاش الشامل النشط في منطقة مكتظة بالسكان.Volcano.geothermal.reservoir.91 ، 415-451 (1999)
Cusano، P.، Petrosino، S.، and Saccorotti، G. الأصول الحرارية المائية للنشاط رباعي الأبعاد المستمر طويل المدى في مجمع كامبي فليجري البركاني في إيطاليا.بركان.خزان حراري 177 ، 1035-1044 (2008).
Pappalardo، L. and Mastrolorenzo، G. التمايز السريع في الخزانات الصخرية الشبيهة بالعتبة: دراسة حالة من حفرة Campi Flegrei.2 ، 10.1038 / srep00712 (2012).
والتر ، TR وآخرون ، تكشف السلاسل الزمنية INSAR وتحليل الارتباط ونمذجة الارتباط الزمني عن اقتران محتمل بين Campi Flegrei و Vesuvius.J.Volcano.geothermal.reservoir.280 ، 104-110 (2014).
Milia، A. & Torrente، M. هيكل إنشائي وطبقي للنصف الأول من منطقة الخطف التيراني (خليج نابولي ، إيطاليا). الفيزياء الإنشائية 315 ، 297-314.
سانو ، واي.ومارتي ، ب.مصادر الكربون في غاز الرماد البركاني من أقواس الجزر ، الجيولوجيا الكيميائية ، 119 ، 265-274 (1995).
Milia، A. Dohrn Canyon stratigraphy: الاستجابات لانخفاض مستوى سطح البحر والارتفاع التكتوني على الجرف القاري الخارجي (الهامش التيراني الشرقي ، إيطاليا) ، الرسائل الجغرافية البحرية 20/2 ، 101-108 (2000).