1、在地球历史上，曾发生过哪些气候突变事件
进入全新世之后，人类文明有了突飞猛进的发展，世界各地先后进入新石器时代。其中8.0-4.0kaBP（距今4-8千年）是文明从酝酿到成熟的重要时期。这4千年中华大地，经过前仰韶文化（8-7kaBP）、仰韶文化（7-5kaBP）、龙山文化（5-4kaBP），到公元前2070年，即约4kaBP建立了夏朝，开始了古代史上艳称三代的夏、商、周三朝。这段时期的开始可能与8.2kaBP的冷事件有关，而结束则与4kaBP前后的气候突变有关。中华古明发展的第1个时间标志是8kaBP。中原地区裴李岗文化和黄河下游的后李文化开始于6100BC，甘青地区大地湾文化、北方的兴隆洼文化开始于6200BC，均发生在8kaBP前后。新石器时代的标志是使用磨制石器及陶器的制作。但是也有一种观点认为农业的发展有重要意义。农业的发展促进了定居，这是文明发展的基础。大量的证据表明：中华古文明就是在8.2kaBP冷事件之后的大暖期中发展起来的。根据施雅风的研究，中国的大暖期约在8.0-3.5kaBP。那时年平均气温可能比现今高2℃以上。个别地区可能高的还要更高一些，中华大地气候湿润，有利于人类生存。 中华古文明发展的第2个时间标志是6kaBP前后。这是仰韶文化早期与中、晚期的交界。黄河下游北辛文化与大汶口文化交替、北方小珠山文化与红山文化交替、长江下游河姆渡文化与马家浜文化交替均发生在这个时期。有许多古气候资料表明这时有一段几百年的干旱期。例如南海沉积的盐度，盐度低表明大陆河流的径流量大，这反映大陆降水少。又如黄土高原d13C及有机碳总量也可以反映降水量。气候湿润有机碳总量高，d13C为更大的负值说明植被中树木对草原的比率高，这意味着降水量多、湿度大。从中国东北南部向西、经高原东部折向东、到华南的一个月牙带，在6kaBP前后有很多干旱的证据。 下一个古文明变化的标志时间是4kaBP，这时中原龙山文化为二里头文化取代。山东龙山文化与岳石文化交替。甘青地区马家窑文化与齐家文化交替。北方富河文化与夏家店文化交替。长江中游石家河文化，长江下游良渚文化分别为盘龙城文化和马桥文化取代，但是大多数后继的文化质量不如早期，考古点范围、分度密度也有所下降。很可能一个主要原因就是持续性的干旱。 尧舜时期，处于考古学上的龙山时期，大体上在4.4-4.0kaBP。《史记·夏本纪》记载：“帝尧之时，洪水滔天”。4kaBP之前黄河有一次大的改道，由流经淮北苏北平原入黄海，改道纵贯河北平原入渤海。因此，很可能洪水滔天也同黄河的泛滥改道有关。历史学家徐旭生在《中国古代史的传说时代》一书中用了很大篇幅研究洪水。指出这个洪水期发生于公元前第三千纪的后期。正当尧舜时期。大禹治水之后二千年间洪水记载很少，甚至黄河也是一千多年后周定王（公元前7世纪）时期才再次改道。有人认为这是治水的功劳，但是也有人认为这与4.2-4.0kaBP的气候突变，即由洪水转为干旱有关。
2、带电作业操作的一般要求是什么？
1.准备工作⑴带电作业班组在接受带电作业后，应根据任务难易和对作业设备熟悉程度，决定是否需要查阅资料和查勘现场。①查阅资料：是指从生计科（股）、运行班组和资料室了解作业设备的情况。如导、地线规格、设计所取的安全系数及荷载；杆塔结构、档距；系统结线、相位和运行方式；设备状况（指导、地线补强、锈蚀、接头等）及作业环境情况，以便根据作业内容确定作业方法、所需工（器）具，并作出是否需要停用重合闸的决定。必要时还应：(a)验算导、地线应力，或计算导地线张力或悬垂重量；(b)计算空载电流、环流和电位差；(c)计算悬重后的弧垂，并校核对地或被跨越物的安全距离。②查勘现场：赴作业现场主要了解作业设备各种间距、交叉跨越、缺陷部位以及严重程度、地形状况、周围环境、确定需用器材及工（器）具等。根据查勘结果，作出能否进行带电作业、采用何种作业方法及必要的安全措施等决定。(2)带电作业班组去现场前，应注意当地气象部门的当天天气预报。到达现场后，应对作业所及范围内的气象情况（主要指风速、气温、雷雨、霜雾等）作出能否进行作业的判断。(3)工作负责人对班组人员的精神状态和健康情况应了如指掌，当发现状态不佳有可能危及安全的作业人员，不得分派工作。(4)带电作业前，应根据作业需要进行必要的检测。①距离检测：安全距离、交叉跨越距离和对地距离可用带尺寸标志的绝缘测距杆、绝缘测距绳或非接触性的测距仪进行测量。②绝缘子检测：可用火花间隙检测装置、分布电压检测仪进行检测。③相位测试：可用核相仪进行测试。④电流测量：可用固定在绝缘操作杆顶端的钳形电流表进行测量。⑤绝缘工具检测：可用2500V绝缘摇表、高压绝缘测试仪或表面潮湿测量仪对其外表绝缘性能进行检测，2.一般要求(1)静电感应的对策①在220KV塔上作业的地电位电工应穿导电鞋；在330KV~500KV塔上作业的地电位电工应穿全套高压静电防护服（或屏蔽服）（包括帽、衣、裤、鞋和手套，不同）。②以退出运行设备而附近有强电场存在时，其绝缘体上的金属部件，必须先行接地，才能徒手触及。③已处停电状态的单回或多回同杆架设中的停电线路相导线或多回同杆架设中的停电线路，但单回邻相线或多回同杆架设中的另回线路以带电或尚未脱离电源时，单回停电相导线或多回同杆架设中的停电线路必须先行接地才能徒手触及。④在强电场下用绝缘传递绳传递大、长金属物件时，必须先行接地才能徒手触及。⑤在330KV~500KV输电线路下方或变电所内放置的汽车或体积较大的金属作用机具，必须先行接地才能徒手触及。⑥绝缘架空地线应视为带电体，作业人员应对其保持足够的安全距离或用带接地线的绝缘棒先行接地后才能徒手触及。(2)共（器）具的传递①带电作业时所需的工（器）具和材料必须用绝缘无头绳圈传递，邻近带电体的滑车和吊点绳套均应用绝缘材料制成。②无头绳圈与带电体应尽量保持足够的距离。距离尺寸是传递物品金属部件尺寸加上不同电压等级对地（或相间）安全距离而定。③设备间距小、传递通道狭窄的现场，无头绳圈的下端应用地锚固定。④小型工（器）具和材料（金属扎线应盘成体积小的线盘）应装入工具袋内传递；尺寸较长的金属件，应将其多点固定于无头绳圈上作定向传递。⑤传递等电位电工而又不能盘卷的金属导线（如跨接线、预绞丝等），可用传递绳将其平行于地面悬吊传递，并用控制绳控制其活动方向和对带电体的距离。⑥以上、下循环交换方式传递较重的工器具时，新旧重物均应系以控制绳，防止被传物品相互碰撞及误碰处于工作状态的承力工（器）具。(3)过牵引的预防①收紧导、地线均会引起过牵引，特别是孤立档（包括构架间母线）更为严重。因此，选择带电收紧导、地线方法时，应考虑过牵引量以不超过设计规定的过牵引长度为准。②更换耐张绝缘子串时，宜采用紧线拉杆法，并摘取绝缘子串与横担或与导线端耐张线夹联结机具中的螺栓、元头销、以减少过牵引量。③行中导线开端重接，只允许在多档的耐张段内进行，且不宜用滑车收紧导线。(4)气候突变的处理作业过程中，工作负责人要不断监视气候变化情况，如遇气候突变危及作业安全时，必须及时停止作业，迅速将设备恢复原状，或采用必要的保安措施。当来不及实现上述要求时，必须立即命令塔上作业人员撤至地面。
3、在地球历史上，曾发生过哪些气候突变事件，各对全球环
进入全新世之后,人类文明有了突飞猛进的发展,世界各地先后进入新石器时代.其中8.0-4.0kaBP（距今4-8千年）是文明从酝酿到成熟的重要时期.这4千年中华大地,经过前仰韶文化（8-7kaBP）、仰韶文化（7-5kaBP）、龙山文化（5-4kaBP）,到公元前2070年,即约4kaBP建立了夏朝,开始了古代史上艳称三代的夏、商、周三朝.这段时期的开始可能与8.2kaBP的冷事件有关,而结束则与4kaBP前后的气候突变有关.中华古明发展的第1个时间标志是8kaBP.中原地区裴李岗文化和黄河下游的后李文化开始于6100BC,甘青地区大地湾文化、北方的兴隆洼文化开始于6200BC,均发生在8kaBP前后.新石器时代的标志是使用磨制石器及陶器的制作.但是也有一种观点认为农业的发展有重要意义.农业的发展促进了定居,这是文明发展的基础.大量的证据表明：中华古文明就是在8.2kaBP冷事件之后的大暖期中发展起来的.根据施雅风的研究,中国的大暖期约在8.0-3.5kaBP.那时年平均气温可能比现今高2℃以上.个别地区可能高的还要更高一些,中华大地气候湿润,有利于人类生存.中华古文明发展的第2个时间标志是6kaBP前后.这是仰韶文化早期与中、晚期的交界.黄河下游北辛文化与大汶口文化交替、北方小珠山文化与红山文化交替、长江下游河姆渡文化与马家浜文化交替均发生在这个时期.有许多古气候资料表明这时有一段几百年的干旱期.例如南海沉积的盐度,盐度低表明大陆河流的径流量大,这反映大陆降水少.又如黄土高原d13C及有机碳总量也可以反映降水量.气候湿润有机碳总量高,d13C为更大的负值说明植被中树木对草原的比率高,这意味着降水量多、湿度大.从中国东北南部向西、经高原东部折向东、到华南的一个月牙带,在6kaBP前后有很多干旱的证据.下一个古文明变化的标志时间是4kaBP,这时中原龙山文化为二里头文化取代.山东龙山文化与岳石文化交替.甘青地区马家窑文化与齐家文化交替.北方富河文化与夏家店文化交替.长江中游石家河文化,长江下游良渚文化分别为盘龙城文化和马桥文化取代,但是大多数后继的文化质量不如早期,考古点范围、分度密度也有所下降.很可能一个主要原因就是持续性的干旱.尧舜时期,处于考古学上的龙山时期,大体上在4.4-4.0kaBP.《史记·夏本纪》记载：“帝尧之时,洪水滔天”.4kaBP之前黄河有一次大的改道,由流经淮北苏北平原入黄海,改道纵贯河北平原入渤海.因此,很可能洪水滔天也同黄河的泛滥改道有关.历史学家徐旭生在《中国古代史的传说时代》一书中用了很大篇幅研究洪水.指出这个洪水期发生于公元前第三千纪的后期.正当尧舜时期.大禹治水之后二千年间洪水记载很少,甚至黄河也是一千多年后周定王（公元前7世纪）时期才再次改道.有人认为这是治水的功劳,但是也有人认为这与4.2-4.0kaBP的气候突变,即由洪水转为干旱有关
4、在地球历史上,曾发生过哪些气候突变事件，各对全球环境造成哪些影响。
进入全新世之后，人类文明有了突飞猛进的发展，世界各地先后进入新石器时代。其中8.0-4.0kaBP（距今4-8千年）是文明从酝酿到成熟的重要时期。这4千年中华大地，经过前仰韶文化（8-7kaBP）、仰韶文化（7-5kaBP）、龙山文化（5-4kaBP），到公元前2070年，即约4kaBP建立了夏朝，开始了古代史上艳称三代的夏、商、周三朝。这段时期的开始可能与8.2kaBP的冷事件有关，而结束则与4kaBP前后的气候突变有关。中华古明发展的第1个时间标志是8kaBP。中原地区裴李岗文化和黄河下游的后李文化开始于6100BC，甘青地区大地湾文化、北方的兴隆洼文化开始于6200BC，均发生在8kaBP前后。新石器时代的标志是使用磨制石器及陶器的制作。但是也有一种观点认为农业的发展有重要意义。农业的发展促进了定居，这是文明发展的基础。大量的证据表明：中华古文明就是在8.2kaBP冷事件之后的大暖期中发展起来的。根据施雅风的研究，中国的大暖期约在8.0-3.5kaBP。那时年平均气温可能比现今高2℃以上。个别地区可能高的还要更高一些，中华大地气候湿润，有利于人类生存。 中华古文明发展的第2个时间标志是6kaBP前后。这是仰韶文化早期与中、晚期的交界。黄河下游北辛文化与大汶口文化交替、北方小珠山文化与红山文化交替、长江下游河姆渡文化与马家浜文化交替均发生在这个时期。有许多古气候资料表明这时有一段几百年的干旱期。例如南海沉积的盐度，盐度低表明大陆河流的径流量大，这反映大陆降水少。又如黄土高原d13C及有机碳总量也可以反映降水量。气候湿润有机碳总量高，d13C为更大的负值说明植被中树木对草原的比率高，这意味着降水量多、湿度大。从中国东北南部向西、经高原东部折向东、到华南的一个月牙带，在6kaBP前后有很多干旱的证据。 下一个古文明变化的标志时间是4kaBP，这时中原龙山文化为二里头文化取代。山东龙山文化与岳石文化交替。甘青地区马家窑文化与齐家文化交替。北方富河文化与夏家店文化交替。长江中游石家河文化，长江下游良渚文化分别为盘龙城文化和马桥文化取代，但是大多数后继的文化质量不如早期，考古点范围、分度密度也有所下降。很可能一个主要原因就是持续性的干旱。 尧舜时期，处于考古学上的龙山时期，大体上在4.4-4.0kaBP。《史记·夏本纪》记载：“帝尧之时，洪水滔天”。4kaBP之前黄河有一次大的改道，由流经淮北苏北平原入黄海，改道纵贯河北平原入渤海。因此，很可能洪水滔天也同黄河的泛滥改道有关。历史学家徐旭生在《中国古代史的传说时代》一书中用了很大篇幅研究洪水。指出这个洪水期发生于公元前第三千纪的后期。正当尧舜时期。大禹治水之后二千年间洪水记载很少，甚至黄河也是一千多年后周定王（公元前7世纪）时期才再次改道。有人认为这是治水的功劳，但是也有人认为这与4.2-4.0kaBP的气候突变，即由洪水转为干旱有关。
5、戴大师，是带电试还是停电试？
1.准备工作⑴带电作业班组在接受带电作业后,应根据任务难易和对作业设备熟悉程度,决定是否需要查阅资料和查勘现场.①查阅资料：是指从生计科（股）、运行班组和资料室了解作业设备的情况.如导、地线规格、设计所取的安全系数及荷载；杆塔结构、档距；系统结线、相位和运行方式；设备状况（指导、地线补强、锈蚀、接头等）及作业环境情况,以便根据作业内容确定作业方法、所需工（器）具,并作出是否需要停用重合闸的决定.必要时还应：(a)验算导、地线应力,或计算导地线张力或悬垂重量；(b)计算空载电流、环流和电位差；(c)计算悬重后的弧垂,并校核对地或被跨越物的安全距离.②查勘现场：赴作业现场主要了解作业设备各种间距、交叉跨越、缺陷部位以及严重程度、地形状况、周围环境、确定需用器材及工（器）具等.根据查勘结果,作出能否进行带电作业、采用何种作业方法及必要的安全措施等决定.(2)带电作业班组去现场前,应注意当地气象部门的当天天气预报.到达现场后,应对作业所及范围内的气象情况（主要指风速、气温、雷雨、霜雾等）作出能否进行作业的判断.(3)工作负责人对班组人员的精神状态和健康情况应了如指掌,当发现状态不佳有可能危及安全的作业人员,不得分派工作.(4)带电作业前,应根据作业需要进行必要的检测.①距离检测：安全距离、交叉跨越距离和对地距离可用带尺寸标志的绝缘测距杆、绝缘测距绳或非接触性的测距仪进行测量.②绝缘子检测：可用火花间隙检测装置、分布电压检测仪进行检测.③相位测试：可用核相仪进行测试.④电流测量：可用固定在绝缘操作杆顶端的钳形电流表进行测量.⑤绝缘工具检测：可用2500V绝缘摇表、高压绝缘测试仪或表面潮湿测量仪对其外表绝缘性能进行检测,2.一般要求(1)静电感应的对策①在220KV塔上作业的地电位电工应穿导电鞋；在330KV~500KV塔上作业的地电位电工应穿全套高压静电防护服（或屏蔽服）（包括帽、衣、裤、鞋和手套,不同）.②以退出运行设备而附近有强电场存在时,其绝缘体上的金属部件,必须先行接地,才能徒手触及.③已处停电状态的单回或多回同杆架设中的停电线路相导线或多回同杆架设中的停电线路,但单回邻相线或多回同杆架设中的另回线路以带电或尚未脱离电源时,单回停电相导线或多回同杆架设中的停电线路必须先行接地才能徒手触及.④在强电场下用绝缘传递绳传递大、长金属物件时,必须先行接地才能徒手触及.⑤在330KV~500KV输电线路下方或变电所内放置的汽车或体积较大的金属作用机具,必须先行接地才能徒手触及.⑥绝缘架空地线应视为带电体,作业人员应对其保持足够的安全距离或用带接地线的绝缘棒先行接地后才能徒手触及.(2)共（器）具的传递①带电作业时所需的工（器）具和材料必须用绝缘无头绳圈传递,邻近带电体的滑车和吊点绳套均应用绝缘材料制成.②无头绳圈与带电体应尽量保持足够的距离.距离尺寸是传递物品金属部件尺寸加上不同电压等级对地（或相间）安全距离而定.③设备间距小、传递通道狭窄的现场,无头绳圈的下端应用地锚固定.④小型工（器）具和材料（金属扎线应盘成体积小的线盘）应装入工具袋内传递；尺寸较长的金属件,应将其多点固定于无头绳圈上作定向传递.⑤传递等电位电工而又不能盘卷的金属导线（如跨接线、预绞丝等）,可用传递绳将其平行于地面悬吊传递,并用控制绳控制其活动方向和对带电体的距离.⑥以上、下循环交换方式传递较重的工器具时,新旧重物均应系以控制绳,防止被传物品相互碰撞及误碰处于工作状态的承力工（器）具.(3)过牵引的预防①收紧导、地线均会引起过牵引,特别是孤立档（包括构架间母线）更为严重.因此,选择带电收紧导、地线方法时,应考虑过牵引量以不超过设计规定的过牵引长度为准.②更换耐张绝缘子串时,宜采用紧线拉杆法,并摘取绝缘子串与横担或与导线端耐张线夹联结机具中的螺栓、元头销、以减少过牵引量.③行中导线开端重接,只允许在多档的耐张段内进行,且不宜用滑车收紧导线.(4)气候突变的处理作业过程中,工作负责人要不断监视气候变化情况,如遇气候突变危及作业安全时,必须及时停止作业,迅速将设备恢复原状,或采用必要的保安措施.当来不及实现上述要求时,必须立即命令塔上作业人员撤至地面.
6、与天然气水合物分解有关的海底滑坡和气候突变事件
倪玉根1，2 夏真1，2 马胜中1，2
（1.广州海洋地质调查局 广州510760；2.国土资源部海底矿产资源重点实验室 广州510760）
基金项目：国家海洋局海底科学重点实验室开放基金（KLSG0905）。第一作者简介：倪玉根（1984—），男，硕士，主要从事海洋地质和天然气水合物研究工作。Email:niyugen@163.com。
摘要 在地质历史时期，天然气水合物分解引发的海底滑坡在世界海域内广泛分布，著名的有挪威岸外Storegga滑坡、美国阿拉斯加北部Beaufort Sea陆坡滑坡、美国东海岸南卡罗来纳大陆隆上Cape Fear滑坡、巴西东北部大陆边缘的亚马逊扇、以及西地中海巴利阿里盆地中的巨浊积层等；天然气水合物分解引发的气候突变事件也多次发生，著名的有侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件（Early Toarcian OAE）、白垩纪阿普特阶大洋缺氧事件（Aptian OAE）、晚古新世极热事件（LPTM），以及第四纪间冰期全球变暖等。不论是在地质历史寒冷期由于静水压力快速降低，还是在地质历史温暖期由于底水变暖，都可能会造成天然气水合物失稳而发生分解，从而诱发海底滑坡（滑塌），释放巨量的甲烷进入大气导致全球气候剧变。天然气水合物分解引起的海底滑坡和气候突变事件，不仅可以发生在过去，也可能发生在将来，其影响都有可能是灾难性的。因此，我们在勘探开发天然气水合物的同时，也应对其环境效应进行深入研究，评价和权衡人类开发天然气水合物的利弊，以期把握天然气水合物资源效益和环境效应之间的平衡。
关键词 天然气水合物 海底滑坡 气候变化
1 前言
天然气水合物是在高压低温条件下，由某些特定的气体分子（主要是甲烷）和水分子组成的固态的非定比的笼形化合物。天然气水合物作为新型的清洁能源，尤其在现今能源短缺的背景下，具有广阔的开发前景。保守估计，天然气水合物中蕴藏的能量是其它所有化石燃料总和的两倍［1］。天然气水合物资源主要存在于海洋环境，全球大陆边缘中储藏的甲烷（包括天然气水合物和游离气）多达10～20万亿吨［2～4］。美国、日本、加拿大、德国、印度和中国等国家对天然气水合物资源的勘探开发都投入了巨资，并取得了重大突破。多个国家已制定了时间表，计划实现天然气水合物的商业化开采。然而，天然气水合物在具备巨大的资源效益的同时，一旦发生分解，会引发灾难性的海底滑坡和气候突变。
2 天然气水合物分解引发的海底滑坡
天然气水合物分解引发的海底滑坡（滑塌）在世界范围内广泛分布。研究最多的是末次冰期时形成的挪威岸外Storegga滑坡，美国阿拉斯加北部Beaufort Sea陆坡滑坡，美国东海岸南卡罗来纳大陆隆上Cape Fear滑坡，巴西东北部大陆边缘的亚马逊扇，以及西地中海巴利阿里盆地中的巨浊积层等。
挪威岸外的Storegga（“Great Edge”）滑坡系［5］是研究最好的海底滑坡之一，其谷头陡壁位于离岸100km外的陆架边缘，长达290km。该滑坡系从大陆坡一直延伸到3600m的深海盆，距离超过800km，滑坡造成的碎屑沉积最厚达450m，总体积约5600km3。该滑坡系有三期活动，第一期规模最大（约3880km3），可能发生在30000～50000年前，其它两期发生在6000～8000年前。第二期滑坡与第一期滑坡相比上溯了6～8km，破坏了450km3的陆架边缘，该滑坡中两个150～200m厚，10×30km宽的土层，沿着陆坡（平均坡度0.3°）向下移动了约200km。第三期滑坡局限在第二期滑坡残痕的上面，可能是第二期滑坡最后期的活动。在挪威盆地的最深部位，距滑坡谷头超过700km，沉积了一块超过6m厚的细粒浊积体，可能与第二期滑坡有关。Storegga滑坡的滑动面与天然气水合物的底界（BSR）在同一深度。Bugge等［5］认为是地震和天然气水合物分解导致沉积物液化从而触发了Storegga滑坡。该滑坡的第一期活动可能导致了5×1015 g甚至更多甲烷的释放［6］。
阿拉斯加北部Beaufort Sea陆坡处发育巨大的海底滑坡（滑塌）带［7］，其范围与天然气水合物沉积区的范围（根据地震资料推断）相吻合（图1）。Kayen和Lee［7］认为，在晚更新世海退期，大约在28000～17000年期间，海平面下降了100m左右，导致海床上的静水压力降低了约1000kPa。压力的降低导致天然气水合物的分解，释放出大量的甲烷和水，导致海底发生崩塌，形成巨大的海底滑坡。
Cape Fear滑坡位于美国东海岸卡罗莱纳海隆，其谷头陡壁长达50km，高120m，其滑坡残痕和滑塌沉积至少向下延伸了400km［8］。Cape Fear滑坡中沉积物发生崩塌的区域其地层中的BSR 极其清楚［8～9］。Paull等［10］通过14C测年确定Cape Fear滑坡的形成于14500～29000年期间，属于末次冰期低海面时期。
在亚马逊河口外，地震资料显示亚马逊扇上至少存在4个由滑坡产生的大型块体搬运沉积体（MTD），每个沉积体的规模约104km2，厚50～100m。其中一个滑坡留下了120m高的滑坡陡崖［11］。Piper等［11］认为在晚更新世海平面下降时期，天然气水合物的分解引起沉积物失稳形成海底滑坡，从而导致这些大型块体搬运沉积事件的发生。
西地中海巴利阿里盆地中的巨浊积层［12］，厚8～10m，顶部位于海底以下10～12m，穿过西地中海的深水海床。该浊积层的体积为500km3，形成时间为22000年前（已从14C年龄校正为日历年龄）。Rothwell等［12］认为该巨浊积层的形成原因是，在末次冰盛期海平面最低之时，可能由于天然气水合物分解和（或）地震活动导致大陆边缘产生巨大的海底滑坡，继而形成强大的重力流（浊流），将大量的沉积物搬运至深海平原。
综上，天然气水合物分解形成海底滑坡的机制可总结为：在末次冰期低海面时期，海水压力快速降低，导致天然气水合物失稳而分解，诱发海底滑坡（滑塌），进而形成浊
流，将沉积物搬运至深海平原，形成巨浊积层（图2）。在此过程中，天然气水合物分解亦会导致巨量的甲烷释放进入大气，可能会引起气候变化。
图1 阿拉斯加岸外Beaufort Sea大陆边缘地质图。海底滑坡带的范围和天然气水合物沉积区的范围相吻合［7］
Fig.1 Map of the continental margin of the Beaufort Sea offshore from Alaska showing the coincident regions of large landslides and gas hydrates［7］
3 天然气水合物分解引发的气候突变事件
天然气水合物分解释放的巨量甲烷可能会导致剧烈的气候变化，引发大洋缺氧和全球变暖等灾难性后果，导致大规模的物种灭绝。在地质历史时期，可能与天然气水合物分解有关的著名事件有侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件（Early Toarcian OAE）、白垩纪阿普特阶大洋缺氧事件（Aptian OAE）、晚古新世极热事件（LPTM），以及第四纪间冰期全球变暖等。
侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件，发生于183Ma前，造成了异常高的有机碳沉积，高温，以及大规模的生物灭绝［14～17］。该事件在地质历史上的主要识别标志是碳同位素负漂移。海洋碳酸盐中的δ13C漂移量为-2‰～-5‰，树木化石中的δ13C漂移量为-4‰～-7‰［18］。Hesselbo等［18］从树木化石中获得的陆相δ13C漂移说明侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件造成的碳同位素异常不仅出现在海洋中，而且也出现在全球碳循环记录中［19］。Hesselbo等［18］认为该事件的成因是：强烈的火山活动和（或）构造运动，引发海洋环境发生改变，从而导致天然气水合物分解并释放大量的甲烷，造成δ13C的负偏移（甲烷的δ13C约为-60‰）。早托尔阶处于海平面上升期，造成天然气水合物分解的原因为底水温度的增高。Hesselbo等［18］采用Dickens等［20］估算LPTM事件中甲烷释放量的方法，认为δ13C的偏移量为-2‰～-3.5‰，估算出释放的甲烷量为1.5×1018～2.7×1018g碳，占目前天然气水合物储量的14%～24%。
图2 巨浊积体可能的形成模式图。天然气水合物分解可能会引起海底沉积体失稳而发生崩塌，在大陆坡上形成向下运动的海底滑坡和高密度的沉积物流（浊流）并在深海平原形成浊流沉积层［13］
Fig.2 The likely mode of formation of a megaturbidite deposit.Unstable sediment accumulations collapse when perturbed，maybe with associated release of methane，resulting in a submarine landslide and flow of dense currents of sediment（turbidity currents）down a continental slope.The end result is turbidite sequences on the abyssal plain［13］
白垩纪阿普特阶大洋缺氧事件，发生于120 Ma前，与侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件非常相似。在此事件中，碳酸盐中的δ13C漂移量为-2.5‰～-3‰［21］，树木化石中的δ13C漂移量达到-7‰［22］。
晚古新世极热事件，发生于55.5Ma年前，深海钻探样品中的海洋沉积物、动物化石牙齿珐琅质、以及陆地地层中的碳酸盐和有机质中显著的δ13C负漂移，都记录了此次事件。该事件中δ13C漂移量为-2.5‰，该负漂移在随后的0.2Ma中即恢复正常［20，23］。Dickens等［20，23］提出LPTM假说，认为此时海洋温度升高，新的地温线建立，导致在初始地温线和水合物平衡曲线之间的天然气水合物发生分解，释放出巨量的甲烷（1.12×1018g），造成环境跳变（图3）。LPTM假说的重要性在于它第一次较好地解释了全球碳循环以及其它系统是如何与巨量的化石燃料爆发性释放产生联系，这在现如今的工业时代也可能发生。
第四纪气候循环与极地冰芯中记录的大气中甲烷含量波动是一致的［25～27］，第四纪间冰期剧烈的全球变暖与大气中甲烷浓度的快速增加相吻合［28］。Kennett等［29］分析了Santa Barbara盆地的ODP893 A孔的浮游有孔虫和底栖有孔虫的δ13C和δ18O曲线，发现60000年以来间冰期中底栖有孔虫的δ13C具有较大的负偏移（-5‰），其原因是天然气水合物分解释放甲烷所致。有些时间段中，大的底栖有孔虫δ13C负偏移（达-6‰）和较小的浮游有孔虫δ13C（达-3‰）同时出现，则反映更大规模的天然气水合物分解。天然气水合物分解的主要原因是间冰期时中层水温度的升高（达2～3.5℃），其分解同时也造成了海底失稳从而形成海底滑坡（滑塌）。Kennett等［30］进一步提出“水合物枪假说”（“the hydrate gun hypothesis”），认为15000年前，天然水合物分解释放的甲烷导致了剧烈的全球变暖。
图3 晚古新世极热事件（LPTM）可能的成因图。底水温度升高4℃，导致在初始地温线和水合物平衡曲线之间的天然气水合物发生分解，释放出巨量的甲烷并氧化成二氧化碳，进一步加剧气候变暖。图中小矩形为天然气水合物稳定带［24］
Fig.3 Hypothesized causes of the Late Paleocene Thermal Maximum（LPTM），the ocean was warmed by 4 ℃，the hydrates between the original geotherm and the equilibrium curve would melt，resulting in methane expulsion to the environment，where it would be oxidized to carbon dioxide，leading to significant further warming.Hydrate stability zone shown by the small vertical rectangle［24］
综上，天然气水合物分解引发气候变化的机制可总结为：在地质历史温暖期，由于底水变暖，引发天然气水合物分解并释放出巨量的甲烷，导致全球气候剧变，产生大规模生物灭绝等灾难性后果，如今多被记录在沉积物的δ13C负偏移中（图4）。在此过程中，天然气水合物分解亦会导致海底失稳从而形成海底滑坡（滑塌）。
4 结语
综述前人的研究成果，总结如下：
1）在地质历史时期，天然气水合物分解引发的海底滑坡在世界海域内广泛分布，著名的有挪威岸外Storegga滑坡、美国阿拉斯加北部Beaufort Sea陆坡滑坡、美国东海岸南卡罗来纳大陆隆上Cape Fear滑坡、巴西东北部大陆边缘的亚马逊扇、以及西地中海巴利阿里盆地中的巨浊积层等；天然气水合物分解引发的气候突变事件也多次发生，著名的有侏罗纪早托尔阶大洋缺氧事件（Early Toarcian OAE）、白垩纪阿普特阶大洋缺氧事件（Aptian OAE）、晚古新世极热事件（LPTM），以及第四纪间冰期全球变暖等。
图4 甲烷释放与碳循环图［19］
a—地质历史时期，事件性的温室效应可能导致海洋天然气水合物的突然释放，被记录为碳同位素的负异常。释放的CH4会氧化成CO2，导致温室气候的加剧；b—作为对CO2含量升高的响应，生物圈表现为洋底有机碳沉积的加速和碳酸盐生产的危机，被记录为碳同位素的正异常
Fig.4 Methane release and the carbon cycle［19］
a—In the past，episodes of greenhouse warming may have caused the sudden release of methane from gas hydrates in ocean sediments，as recorded in a negative carbonisotope anomaly.Methane⁃derived CO2led to the amplification of the greenhouse climate；b—The biosphere responded to the higher CO2levels with accelerated burial of organic carbon on the ocean floor，and with crises in carbonate proction，as recorded in positive carbon⁃isotope anomalies
2）不论是在地质历史寒冷期由于静水压力快速降低，还是在地质历史温暖期由于底水变暖，都可能会造成天然气水合物失稳而发生分解，从而诱发海底滑坡（滑塌），释放巨量的甲烷进入大气导致全球气候剧变，产生灾难性的后果。
总之，天然气水合物分解引起的海底滑坡和气候突变事件，不仅可以发生在过去，也可能发生在将来，其影响都可能是灾难性的。然而，人类对资源的渴求必然导致天然气水合物勘探开发的力度不断加大。因此，我们在勘探开发天然气水合物的同时，也应对其环境效应进行深入研究，评价和权衡人类开发天然气水合物的利弊，以期把握天然气水合物资源效益和环境效应之间的平衡。
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The submarine landslides and climate change events related to gas hydrate dissociation
Ni Yugen1，2，Xia Zhen1，2，Ma Shengzhong1，2
（1.Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou，510760；2.Key Laboratory of Marine Mineral Reasources，MLR，Guangzhou，510760）
Abstract：During geological history，submarine landslides related to gas hydrate dissociation occurred worldwide such as Storegga landslide off Norway，Beaufort Sea continental slope landslide off northern Alaska，Cape Fear landslide off east coast of USA，Amazon fan off northeastern Brazil，the Megaturbidite in in the western Mediterranean Sea，and climate change events happened repeatedly such as Early Toarcian Oceanic Anoxic Event（OAE）ring Jurassic，Aptian Oceanic Anoxic Event（OAE）ring cretaceous，Late Paleocene Thermal Maximum（LPTM），Global warming ring Quaternary interstadials.Both sudden decrease of hydrostatic pressure ring the geological cold period（such as Last Glaciation），and sharp increase of bottom water temperature ring the geological warm period，are likely leading to gas hydrate dissociation，resulting in forming submarine landslide（slump）and causing climate change.The submarine landslides and climate change events related to gas hydrate dissociation not only happened in the past，but also could happen in the future，and the effect both could be catastrophic.Therefore，while we enthusiastically focus on exploring and developing gas hydrate，we should further study its environmental effects，assess and weigh the advantages and disadvantages of exploration and development of gas hydrate resources，in order to keeping the balance between resource benefits and environment effects.
Key words：Gas hydrate；Submarine landslide；Climate change
7、气候突变与气候变化的区分
前者:气候从一种稳定状态跳跃到或转变为另一种稳定状态的现象.
后者：气候变化是指气候平均状态随时间的变化，即气候平均状态和离差（距平）两者中的一个或两个一起出现了统计意义上的显著变化。离差值越大，表明气候变化的幅度越大，气候状态越不稳定。