5　结语

含天然气水合物沉积物滑坡时，释放的甲烷与气候关系怎么样？末次冰期时一些大型滑坡可能单个就能释放大量的甲烷到大气中（约1Gt）。如第一次Storegga滑塌那样大的滑坡能释放5Gt甲烷或更多［6］。如果确实如此，几年中的温室效应是意义深远的。在冰期旋回的一些时段里，一次大型滑坡会触发突然变暖，融化冰川，使海平面上升。跟随着大型滑坡的甲烷释放过程，变暖和在北极地区随后的海进可能诱发更多的、不同的、冻土带的水合物的气体释放。与沼泽释放的甲烷一起，能在很长时间里维持上升的甲烷量水平［3］。滑坡爆发的甲烷峰是短期的，但是在冰芯的甲烷记录中应该能够被检测出来。但是，突然的、大型的甲烷爆发的依据是间接的，它们的证实与否定对未来的冰芯工作是一种挑战。

图5　重力流中的天然气水合物沉积块上浮示意图［2］(https://www.daowen.com)

把海底滑坡与天然气水合物体系的演化联系起来是当今天然气水合物研究的一个主题。Rao等［24］在印度西部大陆边缘的模拟单道地震剖面上识别出一些似海底反射层，一部分似海底反射层位于观测到滑塌和块体运动的地区。他们认为印度西部大陆边缘更新世海平面变化时可能的天然气水合物分解、高沉积速率导致的欠固结和地震活动与这些地貌过程的原因、结果和地理上的差异程度有关。大陆坡可能的天然气水合物分解的一个结果可能是沉积破坏和沿陆坡向下的块体运动。在平坦的深海地区，天然气水合物的分解则可能导致海底天然气泉喷出和凹坑（pockmarks）的发育。高压低温沉积物所含的水合物的失稳可能触发灾难性的滑坡，同时释放温室气体，对全球气候有严重影响。为了提供用以陆坡失稳分析的改善的基本模型，Gunn等［25］通过发展实验技术考察了沉积物中水合物分布的温压史的影响，做到与水合物稳定性有关的水合物地貌与结构的地球物理定量化描述。Vogt等［26］把冰期晚期或冰后期的底水变暖和海平面上升与甲烷水合物稳定模型结合起来解释了不是在末次冰期的低海平面阶段而是在早全新世（上升的海平面）时甲烷水合物分解可能触发了一些大型滑坡。在Storegga，滑坡初始在上陆坡或陆架下面发生。而在大于800m水深处，低的底水温度得以保持，海平面上升使甲烷水合物稳定带在这段时间内增厚，排除了全新世滑坡初始的可能。全新世滑坡释放的甲烷不可能使冰消作用开始。

天然气水合物稳定带的底界与地温梯度、底水温度、压力（水深）、气体组分、孔隙水盐度和宿主岩石的物理化学性质有关。天然气水合物稳定带的时间演化主要受控于底水温度的变化。天然气水合物稳定带的变化会改变大陆边缘陆坡的稳定性。天然气水合物会胶结沉积物，增强抗剪切强度，从而提升陆坡的稳定性。但是，天然气水合物也阻碍了沉积压实作用与向地表流体运移的进行，因为天然气水合物降低了沉积物的渗透率。天然气水合物分解则可能通过两个过程激励陆坡破坏（滑坡）。第一：曾是水合物胶结的沉积物会液化，形成欠固结的沉积物；第二，残留水合物下方圈闭的气体会组成超压的软弱沉积层。因此，识别和圈划世界大陆边缘水合物存在区对理解为什么水合物出现在那些地区与深化大陆边缘地质灾害的认识非常重要［27］。天然气水合物的地球物理研究［28～47］、地球化学研究［48～55］从而成为天然气水合物体系动态演化研究［1，56］的基础。前者是先期开展的，后者是前者的深入。

天然气水合物分解的力学效应是降低沉积物强度，增加大陆坡滑坡的可能性。虽然无法直接观测沉积物中天然气水合物的活动过程与相应的海底滑坡，大量的背景资料强烈地说明了这样的一个设想，天然气水合物崩解常常有助于触发海底沉积物块体的运动。