美國(guó)歷史上的幾起最嚴(yán)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(zāi)難：路易斯安那州海岸附近的一個(gè)采油平臺(tái)因水下滑坡被摧毀，引發(fā)了長(zhǎng)達(dá)16年的原油泄漏。
現(xiàn)在，相關(guān)地震數(shù)據(jù)表明，墨西哥灣的海底滑坡比以前認(rèn)為的更加常見(jiàn)，這引起了人們對(duì)該地區(qū)近2000個(gè)海上石油平臺(tái)以及數(shù)萬(wàn)公里石油和天然氣管道的擔(dān)憂。
近日發(fā)表在《地球物理研究通訊》的一篇分析報(bào)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(méi)有任何可檢測(cè)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(yuǎn)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(dá)州立大學(xué)的地震學(xué)家Wenyuan Fan是該研究的第一作者，他表示:“我沒(méi)想到在墨西哥灣會(huì)有這么多滑坡事故，也沒(méi)想到海底滑坡竟然這么容易受到地震波的動(dòng)態(tài)觸發(fā)。我一直試圖證明自己是錯(cuò)的。”
墨西哥灣的地震之謎
科學(xué)家們?cè)缇椭滥鞲鐬秤泻５谆碌臍v史。自有記錄以來(lái)，美國(guó)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(gè)很好的解釋?zhuān)好磕?，河流攜帶大量的沉積物進(jìn)入海灣，導(dǎo)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(xué)家通過(guò)海底測(cè)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(wú)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(kāi)始利用美國(guó)臺(tái)陣（USArray）的數(shù)據(jù)，他們希望以此填補(bǔ)這些知識(shí)空白。美國(guó)臺(tái)陣是一個(gè)由400個(gè)地震儀組成的網(wǎng)絡(luò)，從東到西橫跨美國(guó)大陸，主要目標(biāo)是收集北美巖石圈的詳細(xì)地震圖像。Wenyuan Fan表示，該項(xiàng)目旨在“把美國(guó)變成一個(gè)自然實(shí)驗(yàn)室”，提高科學(xué)家對(duì)地震觸發(fā)機(jī)制的基本認(rèn)識(shí)。
該網(wǎng)絡(luò)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(dòng)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(guò)更深的固體巖石。
2017年末，Wenyuan Fan開(kāi)始利用該臺(tái)陣的部分?jǐn)?shù)據(jù)研究太平洋西北沿岸的地震，不久之后，他開(kāi)始在很少發(fā)生地震的墨西哥灣觀測(cè)地震信號(hào)。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(guān)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(diǎn)的距離都超過(guò)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(qiáng)度僅有5級(jí)左右，這在加州見(jiàn)怪不怪了，“記者們甚至不會(huì)報(bào)道這些地震，” Wenyuan Fan說(shuō)道。
對(duì)于Wenyuan Fan來(lái)說(shuō)，這些觀測(cè)結(jié)果，再加上更強(qiáng)的遠(yuǎn)距離地震并沒(méi)有引發(fā)可檢測(cè)到的滑坡這一事實(shí)，說(shuō)明了地震強(qiáng)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(qiáng)調(diào)說(shuō)，我們還需要更多的研究來(lái)闡明遠(yuǎn)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(gè)近海實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示所有可能導(dǎo)致海底滑坡的物理機(jī)制?！?/p>
美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(U.S. Geological Survey)的地震學(xué)家Joan Gomberg是這篇論文的獨(dú)立同行評(píng)議人。她說(shuō)，地質(zhì)學(xué)家經(jīng)常將海底滑坡的沉積物視為過(guò)去地震的證據(jù)。
“但有一個(gè)大前提，那就是地震就發(fā)生在附近，”她說(shuō)道?！癢enyuan Fan的工作表明，引起海底滑坡的地震可能非常遙遠(yuǎn)。這樣一來(lái)，如何解釋這些滑坡事件就變得更加復(fù)雜了?！?/p>
“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(tái)及管道可能無(wú)法應(yīng)對(duì)這樣的地質(zhì)威脅。
“一個(gè)平臺(tái)被泥石流摧毀不是什么新鮮事。這在以前就發(fā)生過(guò)”，佛羅里達(dá)州立大學(xué)的海洋學(xué)教授Ian MacDonald說(shuō)道，他沒(méi)有參與這項(xiàng)新研究?！昂５谆掠锌赡芤l(fā)不可控制的石油泄漏。以前出現(xiàn)過(guò)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(lái)，這家公司位于墨西哥灣的一處海上鉆井平臺(tái)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(rèn)為是美國(guó)歷史上最嚴(yán)重的石油泄漏災(zāi)難之一。伊萬(wàn)颶風(fēng)帶來(lái)的巨浪和風(fēng)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(huì)發(fā)生另一場(chǎng)類(lèi)似的災(zāi)難，并稱(chēng)之為“最糟糕的石油泄漏災(zāi)難。”英國(guó)石油公司“深水地平線”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(tái)并導(dǎo)致大量漏油。而泰勒能源公司的石油泄漏事件，是因?yàn)檎麄€(gè)平臺(tái)被水下滑坡推翻，導(dǎo)致多個(gè)鉆井被毀，殘骸埋在一層厚厚的沉積物中，泄漏點(diǎn)很難找到或堵住。
Wenyuan Fan讀了MacDonald的文章，并找到了他，二人開(kāi)啟了“富有成果的對(duì)話，”MacDonald說(shuō)道。通過(guò)評(píng)估Wenyuan Fan關(guān)于最近墨西哥灣海底滑坡的數(shù)據(jù)，MacDonald意識(shí)到化石燃料基礎(chǔ)設(shè)施面臨的潛在風(fēng)險(xiǎn)比他想象的要大得多。
“在過(guò)去10年里，我們可以列出多起這樣的事件，” MacDonald說(shuō)?！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?！?/p>
Wenyuan Fan希望他的研究能夠幫助能源公司和監(jiān)管機(jī)構(gòu)做出更明智的決定，確定建造新的基礎(chǔ)設(shè)施的安全地點(diǎn)。他指出，其團(tuán)隊(duì)探測(cè)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(kāi)了該地區(qū)的勘探限制。
Wenyuan Fan開(kāi)發(fā)的地震探測(cè)方法可能還會(huì)改進(jìn)，以創(chuàng)建一個(gè)能夠保護(hù)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的早期預(yù)警系統(tǒng)。如果在墨西哥灣的海床上安裝一系列地震儀來(lái)監(jiān)測(cè)滑坡，那么鉆井平臺(tái)附近出現(xiàn)地震信號(hào)時(shí)就能發(fā)出警報(bào)，從而為公司實(shí)施緊急關(guān)閉程序爭(zhēng)取到幾分鐘的寶貴時(shí)間。
有了這樣一個(gè)系統(tǒng)，漏油災(zāi)難就有了預(yù)警，很多事故可能在未發(fā)生前就被阻止了。
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