Secondo un nuovo studio, le bolle di metano che escono dai sedimenti e si sollevano dal fondo marino a largo della costa di Washington forniscono importanti indizi su quello che accadrà durante un terremoto in mare aperto.
La prima analisi su larga scala di queste emissioni di gas trova più dei pennacchi a bolle 1,700, raggruppati principalmente in una banda nord-sud di circa 30 miglia (50 chilometri) dalla costa.
L'analisi della geologia sottostante suggerisce il motivo per cui le bolle emergono lì: il gas e il fluido aumentano attraverso le faglie generate dal moto delle placche geologiche che producono importanti terremoti in mare aperto nel Pacifico nord-occidentale.
"Abbiamo trovato le prime bocchette di metano sul margine di Washington in 2009, e pensavamo di essere stati fortunati a trovarle, ma da allora il numero è cresciuto in modo esponenziale", dice Paul Johnson, professore di oceanografia all'Università di Washington e leader autore dello studio nel Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
"Questi sfiati sono un po 'effimeri", afferma Johnson. "A volte si spengono con le maree e possono muoversi un po 'sul fondo del mare. Ma tendono a verificarsi in gruppi all'interno di un raggio di circa tre campi da calcio. A volte andrai là fuori e vedrai uno sfogo attivo e tornerai nella stessa posizione e non c'è più. Non sono affidabili, come i geyser di Yellowstone. "
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Immagine sonar di bolle che si alzano dal fondo marino al largo della costa di Washington. Si tratta di un sondaggio 2014 in acque più profonde: la base della colonna è 1 / 3 di un miglio (515 metri) di profondità e la parte superiore del pennacchio è a profondità 1 / 10 di un miglio (180 metri). (Credito: Brendan Philip / U. Washington)
Aprire le profondità oceaniche
I ricercatori hanno analizzato i dati provenienti da più crociere di ricerca negli ultimi dieci anni che utilizzano la moderna tecnologia sonar per mappare il fondo marino e anche creare immagini sonar di bolle di gas all'interno dell'acqua sovrastante. I nuovi risultati mostrano più di 1,778 bolle di bolle di metano provenienti dalle acque al largo dello Stato di Washington, raggruppate in cluster 491.
"Se tu fossi in grado di camminare sul fondo del mare dall'isola di Vancouver al fiume Columbia, non saresti mai fuori dalla vista di un pennacchio di bolle", dice Johnson.
Le stelle rosse mostrano le posizioni dei pennacchi a bolle di metano al largo delle coste di Washington. Il grigio chiaro è la piattaforma continentale poco profonda, inferiore ai metri 160 (metri 175) profondi. Il blu è il margine più profondo e la pianura abissale, più profonda dei chilometri 2.8. (Credito: Paul Johnson / U. Washington)
I sedimenti al largo della costa di Washington si formano quando la placca oceanica di Juan de Fuca si tuffa sotto la placca continentale nordamericana, raschiando materiale dalla crosta oceanica. Questi sedimenti quindi si riscaldano, si deformano e si comprimono contro la rigida placca nordamericana. La compressione espelle sia il fluido che il gas metano, che emerge come flussi di bolle dal fondo marino.
Le colonne a bolle si trovano più frequentemente al confine tra la piattaforma continentale piatta e la sezione ripidamente inclinata dove il fondo marino scende alle profondità abissali dell'oceano aperto. Questo brusco cambiamento di pendenza è anche un limite tettonico tra le placche oceaniche e continentali.
"Anche se ci sono alcuni pennacchi di metano da tutte le profondità sul margine, la stragrande maggioranza dei siti di pennacchio di metano recentemente osservati si trovano sul lato verso il mare della piattaforma continentale, a circa 160 metri di profondità d'acqua", dice Johnson.
La costa di Washington è geologicamente complessa. Le bolle emergono da una regione al largo della costa, dove la placca oceanica Juan de Fuca si tuffa sotto la placca continentale nordamericana. (Credito: Paul Johnson / U. Washington)
Buono per il pesce
A precedente studio ha suggerito che il riscaldamento dell'acqua di mare potrebbe rilasciare metano congelato in questa regione, ma ulteriori analisi hanno dimostrato che le bolle di metano al largo della costa nord-occidentale del Pacifico sorgono da siti che sono presenti da centinaia di anni, e non a causa del riscaldamento globale.
Invece, queste emissioni di gas sono una caratteristica naturale di lunga durata e la loro prevalenza contribuisce a rendere le zone di piattaforma continentale come luoghi di pesca così produttivi. Il metano proveniente dal sottosuolo fornisce cibo per i batteri che producono grandi quantità di pellicola batterica. Questo materiale biologico nutre quindi un'intera catena ecologica di vita che migliora le popolazioni ittiche in quelle acque.
"Se guardi online dove i transponder satellitari mostrano dove si trova la flotta da pesca, puoi vedere gruppi di barche da pesca intorno a questi punti caldi del pennacchio di metano", dice Johnson.
Per capire perché le bolle di metano si verificano qui, i ricercatori hanno utilizzato le indagini geologiche di archivio che le compagnie petrolifere e del gas hanno condotto negli 1970 e negli 1980. Le indagini, ora accessibili al pubblico, mostrano zone di faglia nel sedimento in cui il gas e il fluido migrano verso l'alto fino a uscire dal fondo marino.
"Le indagini sismiche sulle aree con emissione di metano indicano che il bordo della piattaforma continentale viene spinto verso ovest durante un grande terremoto di magnitudo-9," dice Johnson. "I difetti a questo limite tettonico forniscono le vie permeabili per il gas metano e il fluido caldo per fuggire dal profondo dei sedimenti".
La localizzazione di queste faglie potrebbe potenzialmente fornire una nuova comprensione del pericolo di terremoto proveniente dalla zona di subduzione di Cascadia, che è durata più di 300 anni fa.
Se il movimento del fondo marino durante un terremoto in zona di subduzione si verifica più vicino alla riva e un componente importante di questo movimento si verifica all'interno dell'acqua più superficiale, genererebbe uno tsunami più piccolo rispetto a quando il movimento del fondo marino fosse interamente in acque profonde.
"Se la nostra ipotesi risulta essere vera, allora ciò ha importanti implicazioni su come funziona questa zona di subduzione", afferma Johnson.
Altri coautori sono dell'Università di Washington e dell'Oregon State University. La National Science Foundation ha finanziato il lavoro.
Fonte: Università di Washington
