Модель выбросов метана из вечной мерзлоты с образованием кратеров создали ученые
Новосибирск. 27 сентября. ИНТЕРФАКС - Международная группа ученых детализировала механизм, приводящий к образованию кратеров на Ямале: помимо разложения газогидратов на глубине, в нем участвуют подземные линзы переохлажденной соленой воды - криопэги.
Результаты опубликованы в в Geophysical Research Letters.
"Мы демонстрируем, что хотя повышение температуры почвы на глубине гидратного слоя невелико, прогнозируемое повышение давления из-за накопления воды может вызвать разрушение почвы в течение десятилетий. Разрыв грунта, в свою очередь, резко снижает давление на глубине, что, таким образом, может вызвать разложение гидратов, приводящее к выделению газообразного метана при сильном физическом взрыве", - говорится в статье.
Ученые отмечают, что химические реакции вряд ли могли приводить к взрывам на Ямале, сравнив кратерообразование с разрывом велосипедной шины при избыточной накачке.
Они пришли к выводу, что необычная геология региона в сочетании с потеплением климата запустили процесс, который привел к выделению газообразного метана из метановых гидратов в вечной мерзлоте.
При этом одного потепления вечной мерзлоты было бы недостаточно, чтобы вызвать взрыв: по их данным, потепление поверхности приводит к быстрому изменению давления глубоко под землей, вызывая выброс взрывоопасного метана.
Исследователи отмечают, что глинистая вечная мерзлота толщиной от 180 до 300 метров на полуострове Ямал действует как осмотический барьер, и потепление меняет его, при этом "активный слой" верхнего слоя почвы над ним оттаивает и повторно замерзает в течение года.
По всей тундре и внутри вечной мерзлоты расположены необычные слои соленой воды толщиной в один метр, называемые криопэгами, которые остаются жидкими благодаря сочетанию давления и солености, а уже под ними находится слой гидратов.
Потепление приводит к тому, что активный слой стал глубже, высвобождая воду, которая перемещается через осмотическое давление в соленую водяную линзу.
Однако в криопэге недостаточно места для удержания дополнительной талой воды, поступающей с помощью осмоса, поэтому давление растет и создает трещины в почве, которые движутся вверх от криопэга к поверхности.
Затем растрескавшаяся почва вызывает резкое падение давления на глубине, изменение давления повреждает гидраты метана под криопегом, что вызывает выброс газообразного метана и физический взрыв.
Исследование показало, что подготовка к взрыву может длиться десятилетиями. Эта временная шкала совпадает с периодом усиления глобального потепления, начавшегося в 1980-х годах.
Как сообщалось, летом 2014 года недалеко от Бованенковского месторождения была обнаружена огромная воронка непонятного происхождения. Ее диаметр по внутреннему краю составляет примерно 40 метров, по внешнему - 60 метров, глубина пока неизвестна.
Научная группа провела первичный осмотр и пришла к выводу, что на месте воронки имел место механический выброс - ямальский кратер, скорее всего, образовался в результате пневмохлопка, вызванного разложением газогидратов.
Затем ученые уже выявили порядка десяти подобных объектов, не считая 250 озер с подводными кратерами: по одной из гипотез, тундровые озера, которых много на Ямале, скорее всего, появились в результате подобных взрывов.