بنية نظام السباكة تحت السطح في حوض ماكاسار الجنوبي، قبالة سواحل إندونيسيا، وتداعياتها على انبعاثات الميثان وتخزين الكربون الجيولوجي

طرق سريعة خفية تحت قاع البحر

عميقًا تحت أمواج مضيق ماكاسار في إندونيسيا، تتحرّك أنظمة «سباكة» طبيعية بهدوء محملة بسيول غنية بالميثان عبر قاع البحر. تكتسب هذه المسارات المخفية أهمية لأنها تساعد في تحديد كمية الميثان — وهو غاز دفيئة قوي — التي تهرب إلى المحيط والغلاف الجوي، وكذلك مدى أمان إمكانية حبس ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض. تكشف هذه الدراسة عن طبقات قاع البحر وكيفية تنظيم هذه المسارات السوائلية وتطوّرها عبر الزمن في حوض ماكاسار الجنوبي.

أين يختبئ الميثان وأين يهرب

يحتضن حوض ماكاسار الجنوبي تشكيلات صخرية عميقة مسامية مصنوعة من كربونات قديمة تحبس غازًا غنيًا بالميثان. وفوقها تمتد أكثر من كيلومتر من الطين والطمي ذو الحبيبات الدقيقة الذي افترض لفترة طويلة أنه ختم محكم وموثوق. باستخدام دراسة زلزالية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة وبيانات من بئرين، خرّج الباحثون خريطة مفصلة لهذه الطبقة العلوية. حدّدوا خزانات غاز عميقة، وصخور «الختم» العلوية، ومجموعة من الميزات التي تكشف أين اخترقت السوائل المجال وارتفعت وأين بقيت مخزنة على شكل هيدرات غازية جليدية في الطبقات الضحلة من قاع البحر.

مساران أرضيان مختلفان تمامًا

وجد الفريق أن السوائل ترتفع بطريقتين رئيسيتين. في نظام مُركّز، تقطع أعمدة رأسية ضيقة الطبقات الرسوبية في مسار مستقيم. هذه «الأنابيب» تصعد من قمم نتوءات كربونات مدفونة وغالبًا ما تتصل مباشرة بحفر دائرية على قاع البحر تُعرف باسم علامات الانغمار (pockmarks)، التي تشير إلى مواقع تسريب سابقة أو جارية. على النقيض من ذلك، ينشر النظام غير المركّز السوائل ببطء عبر شبكات كثيفة من الشقوق والفواصل الصغيرة المتشابكة. هذه الفواصل متعددة الأضلاع والشعاعية لا تشكل مدخنة مفتوحة واحدة بل تعمل مثل شبكة مسرّبة، موجّهةً الغاز جانبيًا وصعودًا. في أماكن كثيرة، تتماشى هذه المسارات المتفرقة مع إشارة زلزالية مميزة تحدد قاعدة تراكمات هيدرات الغاز — خليط متجمد من الماء والميثان داخل الرواسب.

كيف تنمو فتحات التهوية على قاع البحر

من خلال مقارنة العديد من البُنى المدفونة، يقترح المؤلفون أن فتحات التهوية المُركّزة تنمو عبر أربع مراحل. تبدأ بتشوه لطيف فوق خزان مشحون بالغاز، حيث يتركز الإجهاد فوق قمم القِباب أو القمم الحادة للخزان ويشعل شقوقًا صغيرة منتشرة إلى الخارج في الختم. مع تراكم الضغط، تطول هذه الشقوق صعودًا لتشكل نماذج فواصل شعاعية تبدأ في التحايل على الختم. يستمر التثاقُل بالضغط في تضييق وتكثيف الجريان إلى عمود رأسي، مكوّنًا أنبوبًا قد يتوقف جزئيًا إذا بقيت الصخور العلوية قوية بما فيه الكفاية. ومع مرور الوقت وضغط كافٍ، يخترق الأنبوب أخيرًا قاع البحر، محفورًا حفر الانغمار ومسلّماً الميثان والكربونات المستمدة من الميثان، فضلاً عن تغذية مجتمعات كيماوية التركيب التي تزدهر على الغاز المتسرب.

عندما تتخلى الأختام المزعومة عن وظيفتها

تفحص الدراسة أيضًا ترسبات انزلاقات أرضية كبيرة تحت الماء داخل تسلسل الختم. غالبًا ما يُعتقد أن هذه الكتل تعمل كحواجز شديدة الإحكام لأنها تتماسك أثناء حركتها إلى أسفل المنحدر. في حوض ماكاسار الجنوبي، ومع ذلك، تخترق عدة أنابيب رأسية هذه الترسبات مباشرة. ويقترح ذلك أنه بينما يمكن لهذه الترسبات أن تؤخر حركة السوائل مؤقتًا وتسمح بتراكم الضغط، فإنها ليست محصنة: إذ يمكن أن تتمزق وتكوّن ممرات واسعة عندما تُجهد إلى ما بعد حدودها. وفي الوقت نفسه، تواصل أجزاء من هذه الترسبات حبس الغاز جانبياً، مما يشجع تجمع الميثان أو حركته أفقياً تحتها أو داخلها قبل أن تعثر في نهاية المطاف على نقطة ضعف.

رهانات المناخ والتخزين

لبنية النظام المكشوفة هنا تداعيات مباشرة على كل من انبعاثات الميثان الطبيعية وخطط تخزين ثاني أكسيد الكربون في الأعماق الجوفية. قد يطلق التسريب البطيء عبر شبكات الفواصل والانفجارات السريعة عبر الأنابيب الميثان على مدى فترات زمنية طويلة، وقد يؤدي الاحترار المستقبلي في تيار التدفق الإندونيسي إلى عدم استقرار هيدرات الغاز، مضيفًا مزيدًا من الميثان إلى النظام. بالنسبة للتخزين الهندسي، لا يُعتبر أي من نوعي المسارات خالٍ من المخاطر تمامًا. قد تتسرب شبكات الفواصل ببطء عبر الزمن الجيولوجي، بينما قد توفر الأنابيب العمودية مسارات سريعة من الأعماق إلى قاع البحر. ويجادل المؤلفون بأن أي مشاريع مستقبلية لتخزين الكربون في أحواض مماثلة يجب أن ترسم خرائط دقيقة وتتجنب مثل هذه أنظمة التجاوز المسبقة. تُظهر دراستهم أن ما يبدو كغطاء طيني بسيط يمكن أن يحتضن في الواقع شبكة سباكة معقدة متطورة تحكم ما إذا كانت غازات الدفيئة تبقى محبوسة — أم تجد طريقها مرة أخرى إلى المحيط والسماء.

الاستشهاد: Nugraha, H.D., Jamaludin, S.N.F., Matsumoto, R. et al. Subsurface plumbing system architecture in the South Makassar Basin, offshore Indonesia, and its implications for methane emissions and geological storage. Sci Rep 16, 9239 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39597-y

الكلمات المفتاحية: تسرّب الميثان, هيدرات الغاز, تدفق السوائل تحت السطح, تخزين الكربون, حوض ماكاسار