Новое исследование предлагает новое объяснение загадочных кратеров, появлявшихся в вечной мерзлоте Ямала последние 10 лет. Авторы считают, что воронки образовались из-за изменения давления, которое заставляло взрываться замороженный подземный метан. Давление под поверхностью меняется из-за изменений климата. Необычная геология региона в сочетании с потеплением запустила процесс, приведший к высвобождению метана из метановых гидратов в вечной мерзлоте. Исследование опубликовано в
Geophysical Research Letters, о нем сообщает
Американское геофизическое общество.
«Для этого феномена нужны очень специфические условия, оно встречается крайне редко. Мы говорим о весьма узком геологическом пространстве», — отметила Ана Моргадо, инженер-химик из Кембриджского университета и один из авторв исследования.
Ямальский полуостров — низменная суша, выступающая в Карское море с северо-центральной части России. В 2014 году появились сообщения, что в вечной мерзлоте внезапно возник кратер диаметром около 70 метров В последующее десятилетие были найдены и другие как на Ямальском, так и на соседнем Гыданском полуостровах.
За последние 10 лет возникло множество объяснений этих кратеров, приписывающих взрывы накоплению метана под землей из-за таяния вечной мерзлоты или близости к природным газовым месторождениям. Однако авторы нового исследования пришли к выводу, что одного лишь потепления вечной мерзлоты недостаточно для вызова взрыва. Новое объяснение утверждает, что потепление поверхности ведет к быстрому изменению давления в глубине земли, вызывая высвобождение взрывоопасного метана.
Это похоже на то, как если бы кто-то накачивал велосипедную шину до тех пор, пока она не лопнет. Авторы исследования пришли к выводу, что насосом стал осмос, когда жидкость проходит через естественный фильтр, а растворенные в ней вещества — нет. Соленая вода — классический пример. Если существует барьер, который пропускает воду, но не соль, на соленой стороне по мере переноса воды может расти давление.
Толстая глинистая вечная мерзлота Ямальского полуострова действует как осмотический барьер, и потепление меняет ее свойства. Этот слой толщиной от 180 до 300 метров круглый год остается замерзшим. Над ним — замерзающий и оттаивающий поверхностный слой.
В толще вечной мерзлоты находятся необычные слои незамерзающей воды с высокой соленостью, криопэги, которые остаются жидкими благодаря сочетанию давления и солености. Под криопэгами — слой кристаллизованных метано-водных соединений, метановые гидраты. Они стабильны благодаря высокому давлению и низкой температуре.
Но потепление дестабилизирует эти слои. Вода поступает в криопэг, но там недостаточно места для всей дополнительной талой воды, поэтому давление нарастает. Оно создает трещины в почве. Трещины, в свою очередь, вызывают внезапное падение давления на глубине. Этот перепад давления повреждает метановые гидраты под криопэгом, взрывным образом высвобождая метан. Этот процесс может занимать десятилетия.
