調查可燃冰 拍到南台灣海底泥火山噴發奇景

2011年10月17日 12:46

生活中心/台北報導

經濟部中央地質調查所在8月份的海域可燃冰調查作業航次,租用國內寶拉麗絲號探測船,透過線控水下無人載具(ROV)的攝影裝備,在小琉球南方及枋寮峽谷南方等附近海域,成功拍攝到海底泥火山正在噴氣的景象,這是國內首次記錄到海底泥火山噴發的奇景。

其中,位在小琉球南方海域編號5號的海底錐狀泥火山(MV5)地區,發現一個小型寄生錐狀泥火山,噴氣口直徑大約3公尺,中央凹陷,周圍泥壁厚實,外觀和高雄的烏山頂陸上泥火山噴氣口十分雷同。噴發型態屬於間歇性噴發,大約每隔5~8分鐘噴發一次,噴氣造成的蕈狀或羽狀泥雲與火山噴發造成的火山灰羽狀雲十分類似;每次噴發所造成的羽狀泥雲高度約離海床5~8公尺,羽狀泥雲散開後,細泥就像雪花般慢慢的飄回到海床噴氣口附近,部份泥液則會隨著噴氣作用沿著噴氣口溢出,形成放射狀泥流,這些泥流的痕跡對於找尋噴氣口位置相當有幫助。

 

▲海底泥火山分布圖。(圖/中央地質調查所提供)

而在枋寮峽谷南方編號12號的海底泥火山(MV12)地區,所拍攝到的小型寄生錐狀泥火山,錐體坡度較緩,噴氣口比較平坦,直徑約2公尺,大約每隔3~10秒鐘噴發一次,所造成的羽狀泥雲高度約離海床2~5公尺,規模較小。附近地區也拍攝到線性排列的噴氣孔依序噴發奇景,所造成的羽狀泥雲高度約離海床2~5公尺。

海底泥火山噴發物質,和台灣南部所發現的陸上泥火山一樣,是以泥質流體為主,並含有大量甲烷氣體,噴發後形成煙霧狀泥質懸浮物,逐漸隨海流散去,噴出之泥漿則在火山錐體旁形成明顯之泥流。海底泥火山噴出蕈狀或羽狀泥雲的景象,有別於陸上泥火山大部分以滾水式或氣濺式的噴發。

台灣高屏外海的海底泥火山的成因主要和泥貫入體的發育有關,海床沉積物下方一旦發生泥貫入體的侵入作用,所伴隨富含甲烷氣的泥質流體,容易再沿著上方的裂隙向上流竄而在海床噴出或溢出,泥質物沿著噴出口逐漸堆積而形成海底錐狀泥火山,錐體底部直徑可達數百公尺至三千多公尺,遠大於陸上泥火山的錐體規模。而臺灣南部陸上泥火山及甲烷氣噴出口主要分布在觸口斷層、古亭坑背斜、旗山斷層及恆春斷層附近,形成原因主要與斷層或褶皺作用有關,富含甲烷氣的泥質流體沿著斷層或背斜軸部的地層裂隙往上流竄至地表噴發形成泥火山,其中除著名的高雄烏山頂泥火山尚保留完整之錐體外貌外,其他大部分泥火山,如中崙濁水潭、高師大潭及新養女湖等,大多以滾水式或氣濺式噴發的泥盆型態為主。

這些海底泥火山所在的水深約360及410公尺,相當於36及41個大氣壓力,海底泥火山的噴發作用證實該區海床下方具有相當高壓之流體來源,而這些流體富含甲烷氣正好可提供形成可燃冰所需要的甲烷氣來源。經濟部中央地質調查所從民國93年開始持續進行可燃冰資源的調查研究,未來仍將使用國內產業界寶拉麗絲號探測船的設備,在小琉球及枋寮峽谷等附近海域實施精密水深調查以及海床地貌影像即時觀測、取樣與試驗等工作,探尋可燃冰存在的徵兆及賦存的潛能。

補充說明:

一、泥貫入體(mud diapir)

泥貫入體是因海底快速沉積作用,沉積物內之水份排出很緩慢,沉積增加之荷重造成孔隙水壓力增加,後來因地殼碰撞之側向擠壓力作用,使得深部泥質沉積物往上抬昇,將上部地層上拱形成類似背斜構造,部分會貫入上部地層中,常伴隨大量流體及甲烷。由於組成為泥質沉積物、流體及氣體,無明顯反射層,在震測剖面上會呈現空白震測相,以此為和背斜構造之區分。泥貫入體一般隱伏於海床下方,如有裂隙或斷層貫穿地層,可噴出泥質沉積物,於海床形成泥火山外觀。

二、天然氣水合物「可燃冰」

可燃冰,學術名詞為「天然氣水合物」,是天然氣在低溫高壓環境下(海域水深至少500公尺以上)形成的冰狀物,廣泛分布於高緯度永凍層和陸緣深水區。理論上,1單位體積的甲烷水合物,常溫常壓下,可以釋放出150-170倍單位體積的甲烷氣。由於它一旦遇到火源就能持續燃燒,形成冰水火共存的奇異現象,故常被稱為「可燃冰」或「甲烷冰」。其有機碳儲量是傳統化石燃料(如煤、石油、天然氣等)能源的2倍,燃燒後所排放的SOx量為零,NOx的排放量只有燃煤的20~37 %或燃油的33~50 %,CO2的排放量只有一般傳統燃料的57 % ~ 67 %,具儲量大及潔淨等特點,是21世紀新興的能源。

美國、加拿大、日本、印度等國都已在其經濟海域內鑽獲天然氣水合物。2007年4至6月間,中國大陸也在南海北部,東沙群島西南方的神狐海域水深1,500公尺以上地區,成功鑽得含天然氣水合物的岩心標本,由此證實南海北部海域確實蘊藏有豐富的可燃冰資源。

經濟部中央地質調查所從93年起開始進行臺灣西南海域可燃冰調查研究,證實有豐富的可燃冰蘊藏,初估甲烷氣儲量在5,000億立方公尺以上,若以國內天然氣年使用量100億立方公尺估算,此天然氣資源可供國內使用50年以上。

分享給朋友:

追蹤我們:

讀者迴響