美國歷史上的幾起最嚴重石油泄漏事件都是人為失誤造成的，比如?？松ね郀柕掀澥托孤┦鹿屎蜕钏仄骄€石油泄漏事故。然而，自然因素同樣能引發(fā)重大災難：路易斯安那州海岸附近的一個采油平臺因水下滑坡被摧毀，引發(fā)了長達16年的原油泄漏。
現(xiàn)在，相關地震數(shù)據(jù)表明，墨西哥灣的海底滑坡比以前認為的更加常見，這引起了人們對該地區(qū)近2000個海上石油平臺以及數(shù)萬公里石油和天然氣管道的擔憂。
近日發(fā)表在《地球物理研究通訊》的一篇分析報告顯示，2008年至2015年期間，墨西哥灣共發(fā)生了85次海底滑坡。其中有10次是在沒有任何可檢測誘因的情況下發(fā)生的。更令人驚訝的是，其他75次海底滑坡似乎是由遙遠的地震引發(fā)的，這些地震大多是發(fā)生在數(shù)百公里外的北美西海岸的中小型地震。
佛羅里達州立大學的地震學家Wenyuan Fan是該研究的第一作者，他表示:“我沒想到在墨西哥灣會有這么多滑坡事故，也沒想到海底滑坡竟然這么容易受到地震波的動態(tài)觸發(fā)。我一直試圖證明自己是錯的。”
墨西哥灣的地震之謎
科學家們早就知道墨西哥灣有海底滑坡的歷史。自有記錄以來，美國海岸線規(guī)模最大的水下滑坡發(fā)生在德克薩斯州海岸附近。在密西西比河河口附近的河床上，還可以看到其它大型水下滑坡留下的痕跡。
為什么這一地形如此容易崩塌，研究人員有一個很好的解釋：每年，河流攜帶大量的沉積物進入海灣，導致這些松散的物質(zhì)在海床上迅速堆積，形成陡峭、不穩(wěn)定的地形。
但地質(zhì)學家通過海底測繪調(diào)查記錄的墨西哥灣的數(shù)滑坡大多發(fā)生在數(shù)千年前。我們無法從這些事件中得知今天海底滑坡發(fā)生的頻率，也不能以此確定是什么引發(fā)了滑坡。
Wenyuan Fan和同事們已經(jīng)開始利用美國臺陣（USArray）的數(shù)據(jù)，他們希望以此填補這些知識空白。美國臺陣是一個由400個地震儀組成的網(wǎng)絡，從東到西橫跨美國大陸，主要目標是收集北美巖石圈的詳細地震圖像。Wenyuan Fan表示，該項目旨在“把美國變成一個自然實驗室”，提高科學家對地震觸發(fā)機制的基本認識。
該網(wǎng)絡收集的數(shù)據(jù)不僅能提供地震信息。許多其它的地球震動事件可以出發(fā)地震儀，地震儀可以收集到地球表面的震波，也可以收集到傳播速度更快的P波和S波，它們能穿過更深的固體巖石。
2017年末，Wenyuan Fan開始利用該臺陣的部分數(shù)據(jù)研究太平洋西北沿岸的地震，不久之后，他開始在很少發(fā)生地震的墨西哥灣觀測地震信號。在分析了震波的屬性并建立了模型將其重現(xiàn)之后，Wenyuan Fan和同事們確信他們正在觀看地震觸發(fā)的海底滑坡。
在2008年至2015年間連續(xù)收集的數(shù)據(jù)中，研究人員確定了與墨西哥灣的85次水下滑坡相關的表面波。最令研究小組吃驚的是，幾乎90%的滑坡都發(fā)生在地震發(fā)生后的幾分鐘內(nèi)，而這些地震的震源中心與滑坡地點的距離都超過了960公里。
這些地震大多發(fā)生在太平洋和北美板塊交界處，即太平洋西北部和墨西哥之間。許多地震的強度僅有5級左右，這在加州見怪不怪了，“記者們甚至不會報道這些地震，” Wenyuan Fan說道。
對于Wenyuan Fan來說，這些觀測結(jié)果，再加上更強的遠距離地震并沒有引發(fā)可檢測到的滑坡這一事實，說明了地震強度可能不是決定墨西哥灣是否發(fā)生滑坡的主要因素。他還強調(diào)說，我們還需要更多的研究來闡明遠距離的地震是如何摧毀數(shù)百公里外的海底山脊的。
“這就需要一個近海實驗來揭示所有可能導致海底滑坡的物理機制?！?/p>
美國地質(zhì)調(diào)查局(U.S. Geological Survey)的地震學家Joan Gomberg是這篇論文的獨立同行評議人。她說，地質(zhì)學家經(jīng)常將海底滑坡的沉積物視為過去地震的證據(jù)。
“但有一個大前提，那就是地震就發(fā)生在附近，”她說道?！癢enyuan Fan的工作表明，引起海底滑坡的地震可能非常遙遠。這樣一來，如何解釋這些滑坡事件就變得更加復雜了。”
“最糟糕的”泄漏
Wenyuan Fan的發(fā)現(xiàn)具有非常重要的意義。研究人員由此推斷，散布在墨西哥灣的石油和天然氣平臺及管道可能無法應對這樣的地質(zhì)威脅。
“一個平臺被泥石流摧毀不是什么新鮮事。這在以前就發(fā)生過”，佛羅里達州立大學的海洋學教授Ian MacDonald說道，他沒有參與這項新研究。“海底滑坡有可能引發(fā)不可控制的石油泄漏。以前出現(xiàn)過這樣的泄漏事故?！?/p>
MacDonald指的是泰勒能源公司的漏油事件。自2004年以來，這家公司位于墨西哥灣的一處海上鉆井平臺一直在漏油，原油以每天100桶左右的速度流入海洋。盡管該事件并不為人熟知，但它被認為是美國歷史上最嚴重的石油泄漏災難之一。伊萬颶風帶來的巨浪和風暴潮而引發(fā)的海底滑坡是造成這起漏油事故的元兇。
2019年， MacDonald在The Conversation雜志上發(fā)表的一篇文章指出可能會發(fā)生另一場類似的災難，并稱之為“最糟糕的石油泄漏災難?！庇凸尽吧钏仄骄€”漏油事故是由工作人員操作失誤引起的，冒出井口的甲烷于明火相遇發(fā)生爆炸，摧毀了鉆井平臺并導致大量漏油。而泰勒能源公司的石油泄漏事件，是因為整個平臺被水下滑坡推翻，導致多個鉆井被毀，殘骸埋在一層厚厚的沉積物中，泄漏點很難找到或堵住。
Wenyuan Fan讀了MacDonald的文章，并找到了他，二人開啟了“富有成果的對話，”MacDonald說道。通過評估Wenyuan Fan關于最近墨西哥灣海底滑坡的數(shù)據(jù)，MacDonald意識到化石燃料基礎設施面臨的潛在風險比他想象的要大得多。
“在過去10年里，我們可以列出多起這樣的事件，” MacDonald說?！斑@意味著，在某種程度上，我們一直在逃避子彈，甚至不知道子彈已經(jīng)出膛了。”
Wenyuan Fan希望他的研究能夠幫助能源公司和監(jiān)管機構(gòu)做出更明智的決定，確定建造新的基礎設施的安全地點。他指出，其團隊探測到的大多數(shù)海底滑坡都發(fā)生在墨西哥灣西部。在奧巴馬政府執(zhí)政期間，該地區(qū)基本上禁止了石油和天然氣勘探，但特朗普總統(tǒng)于2018年放開了該地區(qū)的勘探限制。
Wenyuan Fan開發(fā)的地震探測方法可能還會改進，以創(chuàng)建一個能夠保護現(xiàn)有基礎設施的早期預警系統(tǒng)。如果在墨西哥灣的海床上安裝一系列地震儀來監(jiān)測滑坡，那么鉆井平臺附近出現(xiàn)地震信號時就能發(fā)出警報，從而為公司實施緊急關閉程序爭取到幾分鐘的寶貴時間。
有了這樣一個系統(tǒng)，漏油災難就有了預警，很多事故可能在未發(fā)生前就被阻止了。
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