Исследованы причины образования ямальского кратера в вечной мерзлоте — Naked Science
03.06.2020
Сколтех

Исследованы причины образования ямальского кратера в вечной мерзлоте

5.1

Ученые Сколтеха совместно с коллегами более двух лет исследовали кратер на полуострове Ямал, образовавшийся в результате газового выброса из толщи многолетних мерзлых пород. На момент обнаружения кратер имел глубину 20 метров и такую же ширину. Специалистам удалось построить модели, которые описывают возможные процессы формирования подобных кратеров и имеют перспективы использования в геокриологии и в исследованиях изменения климата.

Еркутинский кратер / ©Антон Синицкий / Научный центр изучения Арктики ЯНАО

Результаты исследования, выполненного при поддержке компании Total, опубликованы в двух статьях в журнале Geosciences. Зона вечной мерзлоты, которая занимает в общей сложности две трети территории России, является гигантским природным резервуаром одного из мощных парниковых газов — метана.

В условиях общего потепления в арктическом регионе и постепенной деградации вечной мерзлоты вследствие изменения климата серьезное беспокойство ученых вызывает угроза попадания больших количеств метана в атмосферу, что может привести к дальнейшему усугублению процесса глобального потепления.

Еркутинский кратер / ©Антон Синицкий / Научный центр изучения Арктики ЯНАО

Метан способен не только постепенно выделяться из криогенных толщ арктических территорий, но и поступать в атмосферу в виде мощного взрывного выброса. Подобным образом мог образоваться обнаруженный в 2014 году в 42 километрах от Бованенковского газового месторождения знаменитый «Ямальский кратер», гигантская воронка диаметром 40 метров. Такие мощные выбросы оставляют в прямом смысле слова «шрамы» на поверхности Земли, однако ученые пока не пришли к единому мнению относительно источников газа, вызывающих подобные явления.

«Кратеры в Арктике — достаточно редкое явление, возникающее, как правило, в труднодоступных районах арктической тундры. Вспучивание поверхности, которое предшествует возникновению кратера газового выброса, происходит достаточно быстро, часто в течение 1-2 лет, и стремительный рост образующегося бугра сложно зафиксировать. Практически все кратеры были обнаружены уже после их формирования.

Еркутинский кратер / ©www.mdpi.com

Имеются лишь отрывочные свидетельства местных жителей, которые говорят, что слышали шум или видели дым и пламя. Следует также иметь в виду, что образовавшиеся кратеры достаточно быстро, всего за 1-2 года, превращаются в озера, которые со временем сложно отличить от обычных термокарстовых озер в арктической тундре», − отметил ведущий научный сотрудник Центра Сколтеха по добыче углеводородов Евгений Чувилин, возглавляющий авторский коллектив.

Группа ученых Сколтеха исследовала кратер газового выброса в пойме реки Еркута-яха на полуострове Ямал, который летом 2017 года случайно обнаружили биологи, изучающие места гнездования сокола в этом регионе. По мнению Евгения Чувилина, ученым Сколтеха очень повезло: они смогли добраться до малоизвестного Еркутинского кратера и исследовать его в первый же год с момента образования, поскольку на следующий год он уже заполнился водой и превратился в озеро. Таким образом, команда Сколтеха, оказалась, вероятно, единственной, кому удалось провести на Еркутинском кратере научные исследования.

Озеро (а) около Еркутинского кратера (декабрь 2017 года, фото – Е. Чувилина) и панорамный вид (b) того же кратера (лето 20018 года, фото – А. Сколова) / ©www.mdpi.com

В декабре 2017 года во время экспедиции на Ямал исследователи отобрали образцы мерзлых пород, подземного льда и воды из Еркутинского кратера, а спустя полгода провели наблюдения при помощи дронов. В образцах подземного льда было обнаружено характерное для биогенных углеводородов очень низкое отрицательное значение δ13C (соотношение между количествами стабильных изотопов углерода 13C и 12C). В то же время отношение количества метана к общему количеству его гомологов − этана и пропана — указывало на возможность поступления термогенного газа из более глубоких слоев.

На основе результатов исследований ученые построили модель образования Еркутинского кратера, который сформировался на месте одного из высохших озер, оставшихся от старицы − бывшего палеорусла реки Еркута-яха. Под этим озером ранее мог существовать талик – участок незамерзшей газонасыщенной породы, который после высыхания озера начал постепенно промерзать со всех сторон, в результате чего в нем создалось сильное напряжение, которое впоследствии и привело к мощному взрыву.

Панорамный вид Еркутинского кратера в декабре 2017 года / ©Ю. В. Станиловский / www.mdpi.com

«Образование кратера газового выброса в мерзлоте − это малоисследованный и практически не описанный ранее мерзлотно-геологический процесс, который представляет собой взрывной выброс смеси, состоящей из пород, льда, воды и газов. Некоторые исследователи называют этот процесс криовулканизмом. Такие природные процессы с образованием крупных воронок могут представлять опасность для жизнедеятельности человека в Арктике.

В этой связи возникает необходимость прогнозирования подобных процессов на основе результатов изучения источников газа, прежде всего метана, механизмов их аккумуляции в верхних горизонтах мерзлоты и условий возникновения взрывных газовых выбросов. Подобные выбросы могут вносить вклад и в увеличение парниковых газов в атмосфере. А с другой стороны, климатические изменения могут быть одной из причин возникновения кратеров. Однако эту взаимосвязь и взаимное влияние исследователям еще предстоит изучить», − сказал Чувилин.

Исследование проводилось при участии французской энергетической компании Total, Департамента по науке и инновациям Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО) и Научного центра изучения Арктики ЯНАО.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 20:57
Илья Ведмеденко

По словам космонавта Олега Новицкого, на новом российском модуле «Наука» незапланированно включились двигатели.

Вчера, 18:47
Мария Азарова

Антитела, вырабатываемые организмом в ответ на коронавирус, активируют повышенную функцию тромбоцитов. Это может вызывать смертельные тромбы у пациентов с тяжелой формой болезни. Авторы нового исследования предложили решение проблемы.

Вчера, 21:07
Василий Парфенов

Космическая сказка-эпопея «Звездные войны» после своего появления более 40 лет назад стала не только уникальным культурным феноменом, но и любопытным пророчеством в области астрономии. Только в начале XXI века ученые нашли несколько экзопланет, находящихся в системах двойных звезд, совсем как Татуин, где родился Энакин Скайуокер. Правда, до недавнего времени механизм возникновения таких массивных объектов оставался загадкой — ведь одно из светил должно было буквально разбрасывать вещество протопланетного диска, не давая планетезималям в нем формироваться.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: