Ученые рассказали, как массивные выбросы метана влияют на потепление в Арктике
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.
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.
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.
— 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.
«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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Формирование и эволюция звездных систем кажутся понятными и предсказуемыми, а их строение строго подчиняется законам физики. Строение «крылатых» радиогалактик выбивается из общих правил. Их необычная форма не имеет однозначного объяснения и остается предметом споров для астрофизиков.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно