• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28.04.2022
НИУ ВШЭ
837

Ученые рассказали, как массивные выбросы метана влияют на потепление в Арктике

4.8

Во время экспедиций в моря Восточной Арктики и Карское море ученые исследовали тепловые свойства донных отложений. На шельфе моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря были открыты многочисленные зоны разгрузки пузырькового метана, что по мнению исследователей влияет на потепление климата в Арктике.

Ученые рассказали, как массивные выбросы метана влияют на потепление в Арктике / ©Getty images / Автор: Михаил Григорьев

Исследование опубликовано в журнале Marine and Petroleum Geology. Во всем мире происходит глобальное потепление. При этом особые опасения вызывает Арктика, где этот процесс в 3–4 раза быстрее, чем в среднем по миру. С начала индустриальной революции XIX века Земля нагрелась примерно на 0,8 °C, в то время как Арктика — на 2–3 °C за этот же период. В 2005 году потепление в Арктике уже достигло двух °C, а в 2018 году — четырех, что превышает самые пессимистичные прогнозы Парижского соглашения на 2100 год.

Восточно-Сибирский арктический шельф вмещает около 80 процентов всей подводной мерзлоты Земли и хранит гигантские запасы гидратов метана (СН4). Их стабильность определяется состоянием подводной мерзлоты, в первую очередь режимом температуры и солености в системе «придонная вода — донные отложения». Термическое состояние подводной мерзлоты в настоящее время приближается, а в отдельных регионах уже достигло точки таяния. Эти процессы привели к увеличению выделения метана из дестабилизированных гидратов в атмосферу.

Ученые считают, что такие темпы потепления в Арктике вызваны сокращением площади и толщины льдов Северного Ледовитого океана, ледников Гренландии и других островов. Чтобы понять сложный механизм влияния климатических факторов на процесс таяния ледников, необходимо проводить исследования донных отложений.

За последние 30 лет было выполнено около 50 морских и прибрежных экспедиций и проведен ряд исследований в 1990-х, 2000-х и 2010-х годах. Однако до сих пор малоизучен механизм, объясняющий высокую скорость деградации мерзлоты. Для решения этого сложного вопроса на научно-технологической платформе Тихоокеанского океанологического института имени В.И. Ильичева, Сколтеха и ВШЭ были объединены группы морских геохимиков и геокриологов — специалистов из МГУ, ИО РАН и других ведущих институтов и университетов. В исследованиях также приняли участие стратегические партнеры из Стокгольмского университета под руководством академиков Шведской королевской академии наук Орьяна Густафссона и Мартина Якобссона.

Представленное исследование основано на данных, полученных во время экспедиций в Восточно-Сибирском, Лаптевых и Карском морях во время 78-го и 82-го рейсов российского судна «Академик Мстислав Келдыш» в 2020 году и экспедиции 2014 года SWERUS-C3 судна I/B Oden. В экспедиции измерялись теплоемкость — способность донных отложений удерживать тепло и теплопроводность (возможность передавать тепло). Пробы отложений отбирались на 110 комплексных океанологических станциях при помощи бокс-корера, мультикорера и гравитационных геологических труб.

Научно-исследовательское судно «Академик Мстислав Келдыш» / ©Фото Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН

Морские исследования выявили новые места массированной разгрузки пузырькового метана (сипы) в Восточно-Сибирском море и море Лаптевых. Бурлящие потоки метана поднимались через толщу воды толщиной 45 метров и достигали поверхности моря. Исследование показало, что на территории Восточно-Сибирского, Лаптевых и Карского шлейфов имеются незамерзающие (свободные ото льда) охлажденные отложения.

Отложения свободны ото льда, поскольку их температура как минимум на 0,6 °С выше точки замерзания. Самая большая разница между температурой на месте и точкой замерзания оказалась на континентальном склоне моря Лаптевых (до 2,5 °С) и на внутреннем шельфе, подверженном воздействию тепловых шлейфов крупных рек.

«Смешение соленой морской и пресной речной воды приводит к снижению солености морской воды, а как следствие — к повышению температуры замерзания, — объясняет заведующий Лабораторией арктических исследований ТОИ ДВО РАН и научный руководитель Института экологии НИУ ВШЭ Игорь Семилетов.

Отбор проб мультикорером и гравитационной трубой / ©Фото Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН

— В будущем этот эффект может привести к потеплению придонных вод и поверхностных осадков на мелководье шельфа Восточно-Сибирского моря на 2–3 °C. Более того, наши многолетние всесезонные данные показывают, что в прибрежной зоне Восточно-Сибирского арктического шельфа среднегодовая температура придонной воды в течение 1999–2012 годов повысилась на 0,5 °C, а летом это повышение достигает более одного градуса Цельсия. Мы предполагаем, что это потепление воды может быть вызвано увеличением стока реки Лены — крупнейшей реки Северной Евразии».

Авторы статьи обнаружили, что метановые аномалии не всегда сопровождаются повышенными температурами донных отложений. Так, на участках более теплых донных отложений северного шельфа моря Лаптевых были обнаружены метановые аномалии. Однако в районе Восточно-Сибирского шельфа повышения температуры в зонах массированной разгрузки метана не было. Исследователи предполагают, что это обусловлено большей толщиной подводной мерзлоты и более молодым возрастом разгрузки метана.

Поток пузырькового метана, поднимающийся через толщу воды в Восточно-Сибирском море / ©Фото Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН

«В общем понимании тепловые свойства донных отложений зависят от размера частиц, влажности и плотности, — комментирует аналитик Института экологии НИУ ВШЭ, ведущий научный сотрудник Центра добычи углеводородов Сколтеха Евгений Чувилин. — Например, в образце донного осадка с моря Лаптевых, где преобладали песчаные частицы, теплопроводность была почти в два раза выше, чем у образца из алевритовой глины, отобранного на Карском море. В целом вариации составляют ±20% для теплопроводности и ±10 для теплоемкости. Полученные средние значения 1,0 Вт/(м·K) для теплопроводности и 2900 кДж/(м3·К) для теплоемкости могут быть использованы в практических приложениях, связанных с теплофизическими и теплотехническими расчетами на Арктическом шельфе».

«Сегодня развитие мировой климатологии испытывает трудности, обусловленные в первую очередь недостатком знаний о степени влияния антропогенных и естественных факторов на изменение климата. Полученные нашей командой результаты могут помочь в разработке алгоритмов для моделирования будущего состояния системы «подводная мерзлота — гидраты» и экосистем российских арктических морей, а также для разработки пакета рекомендаций для принятия государственных решений по дальнейшему освоению российской Арктики, основанных на результатах новой базы данных», — считает Игорь Семилетов.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — один из крупнейших и самых востребованных вузов России. В университете учится 54 тысячи студентов и работает почти 4,5 тысячи учёных и преподавателей. НИУ ВШЭ ведёт фундаментальные и прикладные исследования в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также креативных индустрий. В университете действуют 47 центров превосходства, или международных лабораторий. Вышка объединяет ведущих мировых исследователей в области изучения мозга, нейротехнологий, биоинформатики и искусственного интеллекта. Университет входит в первую группу программы «Приоритет-2030» в направлении «Исследовательское лидерство». Кампусы НИУ ВШЭ расположены в четырех городах — Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Перми, а также в цифровом пространстве — «Вышка Онлайн».
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 11:21
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

3 часа назад
Полина Меньшова

Исследователи из США описали шесть «биотипов» депрессии. Они охарактеризовали симптомы каждого типа и объяснили, какое лечение будет более эффективно в том или ином случае.

Позавчера, 13:37
Александр Березин

Пока премьер-министр Армении Никол Пашинян считает, что гражданам его страны надо отказаться от претензий на ранее населенные ими земли в современной Турции, Азербайджан на государственном уровне действует «исторически проактивно» — противоположным образом. Там есть и «Общество Западного Азербайджана», и даже канал «Западный Азербайджан ТВ». Находятся желающие назвать азербайджанцев преемниками кавказских албанов и даже заявить претензии на земли к западу от Азербайджана, где находится современная Армения. Разбираемся, насколько все это правда и есть ли этому научные обоснования?

14 июня
Алиса Гаджиева

Авторы нового междисциплинарного исследования выяснили, как распределялись ресурсы в сообществе земледельцев и скотоводов одной из альпийских долин семь тысяч лет назад.

Позавчера, 13:37
Александр Березин

Пока премьер-министр Армении Никол Пашинян считает, что гражданам его страны надо отказаться от претензий на ранее населенные ими земли в современной Турции, Азербайджан на государственном уровне действует «исторически проактивно» — противоположным образом. Там есть и «Общество Западного Азербайджана», и даже канал «Западный Азербайджан ТВ». Находятся желающие назвать азербайджанцев преемниками кавказских албанов и даже заявить претензии на земли к западу от Азербайджана, где находится современная Армения. Разбираемся, насколько все это правда и есть ли этому научные обоснования?

Вчера, 11:21
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно