近日，中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所博士生Umair Khan在該所研究員吳時(shí)國(guó)的指導(dǎo)下，與北京科技大學(xué)教授Majid Khan合作，在俯沖帶富甲烷泥火山研究方面取得新進(jìn)展。他們提出了Makran Subduction Zone中富甲烷泥火山的新演化模型。相關(guān)成果發(fā)表于《地學(xué)前緣（英文版）》（Geoscience Frontiers）。

俯沖帶中富含甲烷的泥火山的地球化學(xué)循環(huán)、構(gòu)造驅(qū)動(dòng)因素及環(huán)境影響。研究團(tuán)隊(duì)供圖

俯沖帶是巖石圈揮發(fā)物流通的關(guān)鍵界面，復(fù)雜的構(gòu)造和地球化學(xué)相互作用促進(jìn)了地殼深部?jī)?chǔ)層中氣體和流體的釋放。泥火山活動(dòng)作為這些過(guò)程的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，貢獻(xiàn)了甲烷排放，影響了全球甲烷預(yù)算并對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。全球范圍內(nèi)，約2000處泥火山位于俯沖帶，突顯了俯沖相關(guān)的地球化學(xué)和構(gòu)造過(guò)程在促進(jìn)甲烷向大氣和水圈排放中的重要性。

近年來(lái)，遙感技術(shù)（合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量、航空攝影、機(jī)載激光掃描）與水聲學(xué)方法的協(xié)同應(yīng)用，系統(tǒng)刻畫(huà)了陸域與海域富甲烷泥火山的三維幾何形態(tài)與空間分布特征。氣相色譜、同位素分析、原位氣體通量測(cè)量以及噴出的泥火山氣體與流化泥漿的地球化學(xué)分析進(jìn)一步推進(jìn)了對(duì)分子組成、同位素特征和再循環(huán)組分化學(xué)性質(zhì)的研究。

此外，深海鉆探和搭載甲烷傳感器的潛水器為噴發(fā)活動(dòng)、揮發(fā)性排放及潛在危害提供了新的見(jiàn)解。然而，關(guān)于富甲烷泥火山的地質(zhì)起源以及俯沖相關(guān)的地球化學(xué)和構(gòu)造機(jī)制在活動(dòng)俯沖邊緣中的作用仍存在關(guān)鍵空白。

Makran Subduction Zone中富甲烷泥火山的地質(zhì)演化模型。研究團(tuán)隊(duì)供圖

該研究在國(guó)家自然科學(xué)基金、海南省重點(diǎn)部署項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助下，采用多學(xué)科方法，結(jié)合地球物理、地質(zhì)和地球化學(xué)數(shù)據(jù)集，提出了Makran Subduction Zone中富甲烷泥火山的新演化模型。Makran Subduction Zone因其獨(dú)特的地質(zhì)特征（包括世界上最大的增生楔、高地震潛力和活躍的富甲烷泥火山）而成為理想的研究模型系統(tǒng)。