Построена модель образования кратеров в вечной мерзлоте

Еркутинский кратер

Антон Синицкий/Научный центр изучения Арктики ЯНАО

Сотрудники Сколковского института науки и технологий вместе с коллегами из компании Total провели исследования кратера на полуострове Ямал, который образовался в результате выброса метана из толщи вечной мерзлоты. Ученые построили модели, описывающие возможные процессы создания подобных кратеров. Результаты исследования, опубликованные в журнале Geosciences, найдут применение в геокриологии и в исследованиях изменения климата.

Вечная мерзлота занимает примерно две трети территории России. Кроме всего прочего, в этой зоне находится огромное количество метана. Потепление и постепенная деградация вечной мерзлоты из-за изменения климата может порождать попадание огромного количества метана в атмосферу. Это, в свою очередь, может привести к дальнейшему усугублению глобального потепления.

Метан может выделяться из криогенных толщ арктических территорий не только постепенно, но и в результате взрывного выброса. Таким же образом мог образоваться обнаруженный в 2014 году в 42 километрах от Бованенковского газового месторождения «Ямальский кратер» — гигантская воронка диаметром 40 метров. Такие выбросы оставляют заметные следы на поверхности Земли, но исследователи пока не до конца понимают, какие источники газа вызывают подобные явления.

«Кратеры в Арктике встречаются довольно редко. Они возникают, как правило, в труднодоступных районах. Вспучивание поверхности перед возникновением кратера происходит достаточно быстро, часто в течение 1-2 лет, и образующийся бугор сложно зафиксировать. Почти все кратеры на сегодня ученые обнаружили уже после их создания. Есть лишь отрывочные свидетельства местных жителей, которые говорят, что слышали шум или видели дым и пламя. Следует также иметь в виду, что такие кратеры достаточно быстро — за 1–2 года — превращаются в озера, практически неотличимые от обычных термокарстовых озер в арктической тундре», — говорит один из авторов работы, ведущий научный сотрудник Центра Сколтеха по добыче углеводородов Евгений Чувилин.

Исследователи из Сколтеха провели анализ кратера газового выброса в пойме реки Еркута-яха на полуострове Ямал, который летом 2017 года случайно нашли биологи, изучавшие места гнездования сокола. Исследователям очень повезло: они смогли добраться до малоизвестного Еркутинского кратера и исследовать его в первый год с момента образования, поскольку вскоре он заполнится водой и превратится в озеро.

Исследователи собрали образцы подземного льда и обнаружили в нем характерное для биогенных углеводородов низкое соотношение стабильных изотопов углерода ¹³C и ¹²C. В то же время отношение количества метана к общему количеству его гомологов — этана и пропана — показало, что термогенный газ мог поступать из более глубоких слоев.

На основе результатов исследований ученые построили модель образования Еркутинского кратера. Он сформировался на месте одного из высохших озер, которые остались от 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 взрыву.

Автор:     Никита Шевцев

Полный текст статьи в  НАУКИ О ЗЕМЛЕ