中国科学家意外造成海底甲烷泄漏，海洋生物被发现积极参与密封

该研究发表在同行评审期刊《国家科学评论》上。

2018年，中国地质学家在南海制造了一起甲烷泄漏事件。

他们试图弄清楚海洋沉积物中可能存在多少天然气，因此在海底钻了一个孔，这是他们为国有的中国地质调查局工作的一部分。

之后，他们试图用厚厚的泥浆封住这个洞。洞的宽度只有22厘米（9英寸）。但他们的尝试失败了。

一年后，一股甲烷气体从深海喷涌而出，上升到水柱中超过一公里高。

科学家们认为，即使不是一百年，也需要数十年才能自然地解决这个问题。

然后，不可思议的事情发生了。

研究人员利用回声测深仪、水下摄像机和化学传感器，惊奇地看到一大群海洋生物涌向洞口，以“惊人的速度”控制住了泄漏的气体。

德国不来梅大学的微生物生态学家埃米尔·鲁夫表示： “仅仅一两年内，一个有效的甲烷消耗生态系统就已经形成。”

根据以往的模型，海底一个功能完善的甲烷分解群落需要 60 到 100 年的时间才能形成。

这台机器在很短的时间内就消耗了几乎同样多的甲烷。

2023年人为甲烷泄漏与成熟且天然存在的冷泉进行对比。（Liang等人，《国家科学评论》，2026年）

最先出现的生物是分解甲烷的细菌和古菌。总体而言，沉积物中的微生物多样性受到打击，但消耗甲烷的物种却繁衍生息。

这些单细胞生物随后涌入大量穴居无脊椎动物，在洞穴上方形成了一个广阔的“蠕虫床”。

甲壳类动物也爬到了现场。

“反过来，蠕虫也受益于新建立的微生物，这些微生物很可能成为了它们的食物来源，”拉夫解释说。

“因此，动物和微生物共同促进了甲烷的分解。”

拉夫说，管状蠕虫钻入海底时，有助于混合沉积物，这可能将氧气、硝酸盐和硫酸盐输送到更深的层。

在钻孔之前，没有探测到气体流动，而且在这个特定地点只有少量的海底生物群落。

然而，仅仅一次疏忽，一切都改变了。科学家们意外地释放了被困的甲烷，结果重塑了当地的生态系统。

2021年至2023年间，蚯蚓床面积扩大并增厚。（Liang等，《国家科学评论》，2026年）

2023 年，甲烷气泡仍然从洞口泄漏出来，但随着生物过滤器的发展，甲烷柱的高度从海底以上 1200 米（0.74 英里）下降到大约 800 米。

这听起来似乎是一个充满希望的转机，但这项研究却揭示了一个更大的问题。

海底沉积物是地球上最大的甲烷储库，而海底的天然裂缝则允许部分甲烷渗出。这可以支持深海中繁荣的生态系统，因为那里阳光和营养物质匮乏。

但甲烷也是一种主要的温室气体，约占全球排放量的11% ，并且比二氧化碳吸收的热量要多得多。

例如，在 2012 年和 2013 年，德国科学家观察到北海废弃油井周围的海底区域泄漏出甲烷气泡。

后来，一项后续研究发现，在检查的 43 口井中，有 28 口井（63%）存在泄漏。

“研究结果清楚地表明，每年都有数千吨甲烷从北海海底的旧钻孔中泄漏出来，”该研究的主要作者、海洋地球科学家克里斯托夫·伯特纳在 2020 年表示。

目前尚不清楚有多少甲烷会从海洋进入大气层。

2025 年的模拟结果显示，海洋中 300 米（985 英尺）以下的甲烷泄漏可能最终不会对大气中的温室气体造成太大影响。

根据模型预测，来自这些更深层来源的大部分甲烷会溶解在水体中。

即使甲烷留在海洋中，甲烷激增仍然会导致局部问题，包括氧气耗尽、酸化和生态系统的重大重组。

这对南海来说并非好兆头，科学家们正在那里研究未来商业甲烷水合物产业的发展。

从 2010 年到 2020 年，中国在南海完成了80 多口钻探评估井。

目前尚不清楚其中有多少处裂缝被成功密封，也不清楚它们对当地环境造成了怎样的影响。

这项新研究是首批对泄漏事件进行多年追踪的研究之一。

研究发现，人类活动扰动仅仅几年后，更广泛的海底生态系统就受到了影响。

研究作者写道：“在排放中心周围 40 多个地点进行的广泛采样显示，即使在距离排放中心 500 米的地方，表层沉积物中也出现了较高的甲烷浓度。”

“与此同时，微生物丰富度下降了30%以上。”

虽然还需要进行更多研究，但研究作者怀疑，即使沉积物中甲烷含量仅增加微摩尔，也会导致微生物多样性显著降低和氧气含量降低。

甲烷作为大气温室气体的影响正通过极端天气事件变得越来越明显，而它对深海生态系统的影响才刚刚开始显现。