메탄 굴뚝

Methane chimney
해저에서 지표면으로 메탄 굴뚝을 보여주는 삽화.

메탄 굴뚝이나 가스 굴뚝은 천연 가스의 상승기둥으로 주로 물이나 침전물 기둥 안에 있는 메탄이다. 기체 위상과 주변 물의 물리적 성질의 대조는 그러한 굴뚝을 해양학 및 지구물리학 데이터에서 볼 수 있게 한다. 해저에서 방출되는 기포가 해수면에 도달하기 전에 용해되는 경우도 있지만, 탄화수소 농도가 높아진 것은 여전히 화학적 해양학 기법으로 측정될 수 있다.

식별

러시아 북부 해안을 따라 일부 지역에서는 해저에서 지표면으로 올라오는 메탄가스로 인해 바닷물이 거품이 일었다.[1] 그러나 대부분의 메탄 굴뚝은 바다 표면에서 그런 가시적인 징후를 만들어내지 못한다. 대신 플럼은 화학적, 물리적 해양학 및 지질학적 데이터의 조합으로 식별된다.[2] 물기둥이든 해저 퇴적물이든 메탄 거품의 플럼은 주변 물보다 밀도와 음속이 낮다. 이와 같이, 이러한 플럼은 지진 반사 데이터와 재래식 어획기 등 다양한 음향 기법에 의해 이미징될 수 있다. 용해된 메탄은 일반적으로 깊이에서 채취한 해수 시료의 헤드 스페이스에서 추출한 기체의 기체 크로마토그래피(headspace는 밀폐된 용기의 표본 위에 있는 공간이며, 높은 온도와 낮은 압력으로 가스가 솔루티오에서 나오는 것을 가능하게 하기 때문에 형성된다)를 포함하여 물 시료의 광범위한 화학분석을 통해 확인된다.n). 바닷물 속의 메탄 농도의 연속적인 측정은 공동 링 다운 분광법을 사용하여 진행 중인 선박에 의해 이루어질 수 있다.

기후변화와 관련

많은 양의 냉동 메탄 매장량은 해동할 때, 가스를 환경으로 방출한다.[3] 해저 영구 동토층의 경우, 메탄가스가 수면에 도달하기 전에 바닷물에 용해될 수 있다. 하지만, 세계의 많은 지역에서, 이러한 메탄 굴뚝들은 가스를 대기 중으로 직접 방출하여 지구 온난화에 기여한다.[4] 북극의 연구팀은 메탄의 농도가 여름철에 기록된 가장 높은 것으로 측정했다.[5] 수중 영구 동토층 해빙은 두 가지 방식으로 메탄 방출에 영향을 미치고 있는데, 영구 동토층에 갇힌 유기 물질이 분해되면서 메탄과 이산화탄소를 방출하고, 영구 동토층 해빙 아래에 있는 가스나 고체 형태의 메탄은 현재 부드러운 토양으로 스며들어 대기 중으로 빠져나간다.[6] 북극의 메탄 방출량을 조사한 국제 시베리아 선반 연구라는 프로젝트의 일부에서 과학자들은 해저 굴뚝에서 방출되는 메탄 농도가 종종 배경 수준보다 100배 높으며, 메탄 가스는 이산화탄소보다 20배 높은 열처리 능력을 가지고 있다는 것을 발견했다.[7]

해양생물

메탄 굴뚝은 해양 생물에서 중요한 역할을 하며, 수많은 생명체에게 서식하는 화학적 퇴적물을 만들어낸다.[8] 이러한 고도로 생산적인 생태계는 전 세계적으로 광범위한 해양 지질 환경에서 발생한다.[9] 굴뚝에는 굴뚝에서 방출되는 메탄과 유독성 황화물을 먹고 사는 유기체가 가득하다.[10] 해양 메탄 굴뚝을 둘러싼 생명체는 배출된 메탄의 90%를 소비해 대기권 진입을 막는다.[11] 메탄 굴뚝 주변의 미생물들은 먹이 그물 전체의 기초를 이루고 있는데, 이 미생물들은 화학비석영양물이고, 따라서 생존하기 위해 햇빛이나 산소를 필요로 하지 않는다.[12] 해양 메탄 굴뚝은 해양을 비옥하게 하는 광물을 생산하여 심해상어와 다른 물고기들에게 최적의 산란 서식지를 만들어 준다.[13][14] 그들은 또한 깊은 바다 게, 새우, 홍합, 조개, 그리고 더 많은 조개류를 사육한다. 이 환기구들이 제공하는 생명과 생태계의 광활한 모습은 아직도 대부분 미개척 상태다.[15]

석유 주

탄화수소 탐사 시 지진 반사 데이터에 드러난 가스 굴뚝은 활성 가스 이동과[16] 작동 중인 석유 시스템의 지표다.

메탄 굴뚝과 같은 나무들

늪지대, 저지대의 나무들은 흙에서 생성되는 메탄가스를 줄기를 통해 운반하고 잎을 밖으로 배출할 수 있다. 늪이나 늪에 있는 다른 식물들도 이런 방식으로 작용한다. 아마존 열대우림에서 최근 연구들은 나무를 "메탄을 퍼내는 거대한 굴뚝"[17]이라고 명명했다. 조사결과에 따르면 아마존 열대우림은 북극 영구 동토층 시스템 전체만큼이나 연간 약 4천만 톤의 메탄을 방출한다고 추정했다.[18] 아마존 유역의 많은 부분이 홍수를 일으킬 때, 그들은 높은 수준의 메탄 생산을 위한 이상적인 조건을 만들어낸다.[19] 나무가 메탄 굴뚝 역할을 하는 유일한 식물은 아니지만 뿌리 부피와 바이오매스가 많은 종은 굴뚝 효과가 더 강한 경향을 보이며, 식물의 메탄 방출은 물상을 올려서 증가한다는 연구결과가 나왔다.[20]

알려진 사이트


참고 항목

참조

  1. ^ "Yale Environment 360: Numerous Methane 'Chimneys'Discovered by Vessel in Russian Arctic". E360.yale.edu. 2008-09-23. Archived from the original on 2010-06-14. Retrieved 2010-07-30.
  2. ^ "Climate-Hydrate Interactions". usgs.gov. United States Geological Survey. Retrieved August 31, 2016.
  3. ^ Connor, S. (23 September 2008). "Exclusive: The methane time bomb". The Independent. London. Retrieved 3 April 2010.
  4. ^ "Oh Floe! Melting Ice Releases Millions of Tons of Methane Gas". Tressugar.com. 2008-09-24. Retrieved 2010-07-30.
  5. ^ "Scientists Find Increased Methane Levels In Arctic Ocean". ScienceDaily. Retrieved 2021-03-21.
  6. ^ "Scientists Find Increased Methane Levels In Arctic Ocean". ScienceDaily. Retrieved 2021-03-21.
  7. ^ "A Ticking Time Bomb in the Arctic?". National Wildlife Federation. Retrieved 2021-03-21.
  8. ^ "Hydrothermal vents, methane seeps play enormous role in marine life, global climate". phys.org. Retrieved 2021-03-17.
  9. ^ Levin, Lisa A.; Baco, Amy R.; Bowden, David A.; Colaco, Ana; Cordes, Erik E.; Cunha, Marina R.; Demopoulos, Amanda W. J.; Gobin, Judith; Grupe, Benjamin M.; Le, Jennifer; Metaxas, Anna (2016). "Hydrothermal Vents and Methane Seeps: Rethinking the Sphere of Influence". Frontiers in Marine Science. 3. doi:10.3389/fmars.2016.00072. ISSN 2296-7745.
  10. ^ "Hydrothermal vents, methane seeps play enormous role in marine life, global climate". phys.org. Retrieved 2021-03-17.
  11. ^ "Hydrothermal vents, methane seeps play enormous role in marine life, global climate". phys.org. Retrieved 2021-03-17.
  12. ^ Guy, Allison. "Fueled by Methane Gas, Bizarre Animals Flourish at Deep Sea "Jacuzzis"". Oceana. Retrieved 2021-03-21.
  13. ^ "Hydrothermal vents, methane seeps play enormous role in marine life, global climate". phys.org. Retrieved 2021-03-17.
  14. ^ Guy, Allison. "Fueled by Methane Gas, Bizarre Animals Flourish at Deep Sea "Jacuzzis"". Oceana. Retrieved 2021-03-21.
  15. ^ "Hydrothermal vents, methane seeps play enormous role in marine life, global climate". phys.org. Retrieved 2021-03-17.
  16. ^ Schroot, B.M.; Schüttenhelm R.T.E. (2003). "Expressions of shallow gas in the Netherlands North Sea". Netherlands Journal of Geosciences. 82 (1): 91–105. doi:10.1017/S0016774600022812.
  17. ^ "Scientists Zero in on Trees as a Surprisingly Large Source of Methane". Yale E360. Retrieved 2021-03-22.
  18. ^ "Scientists Zero in on Trees as a Surprisingly Large Source of Methane". Yale E360. Retrieved 2021-03-22.
  19. ^ "Amazon floodplain trees emit as much methane as all Earth's oceans combined". ScienceDaily. Retrieved 2021-03-22.
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  21. ^ "Quantifying the Methane Content of Natural Gas and Gas Hydrate Accumulations in the Deep-Water Basins of the Bering Sea, by Ginger A. Barth, David W. Scholl, and Jonathan R. Childs; #90035 (2004)". Searchanddiscovery.net. Retrieved 2010-07-30.
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  26. ^ Matsumoto, R.; Tomaru, H.; Takeuchi, L.; Hiruta, A.; Ishizaki, O.; Aoyama, C.; Machiyama, H.; Goto, T. (December 2007). "Types and Evolution of Gas Hydrate System along the Tectonically Active Zones of the Western Pacific: Nankai Trough vs. Eastern Margin of Japan Sea". AGUFM. 2007: OS12A–01. Bibcode:2007AGUFMOS12A..01M.

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