对深海沉积物中甲烷的研究表明 小的释放比想象的更频繁地发生

由布朗大学研究人员领导的一组科学家开发了一种新方法，用于监测深海甲烷沉积物何时转化为气体并以以前太小而无法检测到的数量向海底上升。

这项发表在《地球和行星科学快报》上的研究表明，来自Miliolida目一种名为底栖有孔虫的单细胞生物的化石具有独特的能力，可以作为这种监测的资源，因为它们可以记录结晶甲烷通过的位置和时间 - 即使是少量 - 这个过程被称为甲烷水合物解离。这是在海底发现的冰状甲烷转化为气体并向上升的时候。

在这项研究中，研究人员通过对372个单独的Miliolida化石的分析表明，这些以前未记录的解离事件在过去1万年中一直发生在印度洋北部的孟加拉湾，但它们太小，无法通过通常的水合物解离迹象来检测。分析显示，解离事件主要是由该地区日益变暖的水域推动的。

总之，这些发现强调了气候变化对古代甲烷矿床的影响，并表明水合物从固相冰状转变为气体的频率比以前理解的要高。

“如果你看看我们研究的地区周围的其他钻探地点，记录显示过去一百万年中只有两次甲烷解离事件，”布朗大学地质科学教授、该研究的主要作者史蒂文克莱门斯说。“在这里，当我们看到这些小尺度时，我们几乎到处都能看到它，特别是在地球气候处于温暖阶段的时候。很明显，甲烷在冰和溶解相之间的循环速度和频率比我们以前检测到的要快得多，也更频繁。

研究小组表示，这项研究首次记录了三种特殊类型的Miliolida 有孔虫 - Pyrgo spp.，Quinqueloculina spp.和Spiroloculina spp.正在感知小规模解离事件。研究人员在2015年印度洋探险期间收集的其他类型的有孔虫的分析表明，与Miliolida不同，他们没有检测到这些小规模的解离事件。

大的解离事件通常很容易发现。它们保存在沉积物记录中，并通过在甲烷释放地点形成的大碳酸盐结核和化学合成生物群落的形成和存在来检测。

“当你发生大型溶解事件时，甲烷气泡会通过海底上升，化学合成群落会发展，类似于1970年代在大洋中脊发现的那些。这些群落包括从微生物一直到大型蛤蜊床的生物，“克莱门斯说。

“当在沉积物记录中发现这些时，你知道水合物解离非常活跃。问题是：我们如何检测这些事件，这些事件不够强烈，无法用这些沉淀碳酸盐和宏观生物群落来表达?这就是这些小有孔虫似乎正在做的事情。他们正在记录这些短期的、不太强烈的事件。

克莱门斯说，研究小组的分析表明，变暖的底水是可能导致解离的原因，由于近年来地球海洋变暖的速度，这些发现特别重要。

甲烷水合物被视为一个活跃的研究课题，经常引起科学界对周围发展的广泛兴趣。有许多努力将它们评估为一种能源，而另一些则评估为温室气体的贡献者，当它们释放到足够数量以使其从沉积物进入大气时。

研究人员说，他们调查的小事件不一定引起关注，因为沉积物和海水中的一系列生物以甲烷为食，在甲烷到达大气之前将其吞噬。然而，如果变暖发生得太快，生物群落可能无法迅速发展到足以调解这一切。

这将导致甲烷释放到大气中，导致温室加速变暖。研究人员说，这最有可能发生在北极地区的浅水区，那里的海水变暖特别快。

研究小组偶然发现了甲烷水合物解离的这一发现，这在很大程度上是偶然的。他们收集了他们在2015年乘坐研究船JOIDES Resolution对孟加拉湾进行钻探探险时调查的岩芯。当他们为过去南亚季风的研究研究数据工作时，研究小组注意到某些底栖有孔虫物种的异常，但将其放在一边进行进一步分析，直到他们完成他们最初打算进行的研究。

这些发现开启了许多研究人员希望有一天深入研究的问题，例如Miliolida 有孔虫在活着时是否包含甲烷信号，以及他们是否不仅在他们看到的地点而且在世界各地记录此类事件。