Планета вибухає. Вчені з’ясували, як утворюються кратери у вічній мерзлоті

29 вересня 2021, 11:38

На крижаних грунтах Сибіру відбуваються потужні вибухи газу — це явище, пов’язане зі зміною клімату, яке залишає величезні кратери по всьому ландшафту регіону.

Такі викиди газу в вічній мерзлоті являють серйозну небезпеку для арктичних спільнот та інфраструктури, а їх походження намагаються зрозуміти з моменту відкриття першого кратера C1 в 2014 році.

Відео дня

Команда під керівництвом Євгена Чувіліна, провідного наукового співробітника Московського центру видобутку вуглеводнів, запропонувала нову модель утворення, яка може пояснити всі 20 кратерів, які були виявлені на сибірських півостровах Ямал і Гидан. Така модель повинна допомогти передбачити, де газ може вибухнути наступного разу, оскільки частота цих подій збільшується через зміну клімату.

«Це чиста удача, що до сих пір жоден із зафіксованих вибухів з подальшим утворенням гігантських кратерів не привів до загибелі людей або пошкодження інфраструктури», — сказав Чувілін.

«Кілька кратерів були виявлені в кількох милях від комерційних і економічних об'єктів. Потенційна небезпека вибуху існує на значній частині Ямалу, де газ накопичується у верхніх горизонтах вічної мерзлоти. Процес накопичення може тривати роками, але він також може досить швидко активуватися через зміни фізичних і механічних властивостей верхніх шарів вічної мерзлоти, в тому числі змін, викликаних потеплінням клімату», — додав він.

Чувілін та його колеги заснували велику частину своєї моделі на експедиції з дослідження нового кратера під назвою C17, який утворився приблизно через два місяці після вибуху на сибірському півострові Ямал влітку 2020 року. Відносна «свіжість» C17, глибина якого складає понад 30 м, дала нове розуміння небезпечної взаємодії, яке відбувається між дрібними поверхневими шарами, перекрученими глобальним потеплінням, і більш глибокими кишенями газу.

Нове дослідження показало, що в контексті викидів газу поверхневі «шапки» вічної мерзлоти слабшають в результаті процесу танення, що робить їх уразливішими до тиску покладів метанового газу, які накопичуються глибоко під землею. Ця деградація верхнього шару вічної мерзлоти також прискорює циркуляцію підземної «внутрішньомерзлотної» суміші, що складається з холодної солоної води і інших матеріалів, що ще більше знижує міцність «шапки» над нею.

У певний момент тиск з газових басейнів досягає критичної точки, яка викликає величезні вибухи. З огляду на прямий зв’язок зі зміною клімату, Чувілин та його колеги очікують, що ці викиди продовжаться в майбутньому, хоча вони вимагають особливих умов вічної мерзлоти, які особливо небезпечні для регіонів Ямалу і Гидану.

«Ми припускаємо, що викиди вибухонебезпечного газу на Ямалі і Гидані можуть тривати протягом деякого часу, з огляду на танення вічної мерзлоти через потепління клімату, яке створює сприятливе середовище для викидів вибухонебезпечних газів з верхніх шарів вічної мерзлоти», — сказав Чувілін.

На додаток до польових і супутникових досліджень команда планує провести бурові роботи біля кратерів, щоб краще зрозуміти складні зміни, що відбуваються під час танення вічної мерзлоти.

Зрештою, Чувілін і його колеги хочуть з’ясувати, як визначити області, які можуть бути схильні до вибуху, і розробити способи зниження підземного тиску за допомогою методів дегазації або буріння.

Раніше НВ писав, що дослідники з Геологічної служби США припускають, що у вічній мерзлоті Північної півкулі міститься 793 млн кг ртуті. Якщо ця мерзлота розтане, наслідки для людства можуть бути трагічними.

Автори роботи вивчили зразки керна з вічної мерзлоти Аляски. Вчені досліджували 13 кернів з глибини від одного до двох з половиною метрів. Зразки були взяті з 2004 по 2012 роки в різних точках Аляски.

Аналіз показав, що у вічній мерзлоті ртуті міститься в десять разів більше, ніж було отримано за останні 30 років через антропогенну діяльність.

Сумарно в областях вічної мерзлоти, за оцінками вчених, знаходиться близько 800 кілотонн ртуті. Це значення більш, ніж в 2 рази перевищує сумарний вміст ртуті в інших місцях, включаючи грунт, океан і атмосферу.

Показати ще новини
Радіо НВ
X