В появлении кратера на Ямале обвинили метан из тающей многолетней мерзлоты

Возможными причинами возникновения Еркутинского кратера на Ямале являются расслоение талика, обогащенного газами из-за диссоциации газогидратов в толще мерзлой породы, или привнесение метана из более глубоких недр. Результаты исследования, опубликованного в журнале Geosciences, указывают на опасное протаивание многолетней мерзлоты в Арктике, которое может усугубить глобальное изменение климата, высвободив в атмосферу большие объемы парниковых газов.

Многолетняя мерзлота Арктики хранит большое количество углеводородных газов (в особенности — метана), которые могут высвобождаться в процессе ее протаивания. Также в ней заключено органическое вещество, которое с наступлением тепла активно перерабатывают микроорганизмы, и это приводит к дополнительным эмиссиям метана в атмосферу. Эти процессы связаны в климатической системе по принципу положительной обратной связи: чем активнее происходит деградация многолетней мерзлоты, тем больше парниковых газов из нее выделяется, и это становится причиной повышения температуры воздуха, которое дополнительно усилит таяние мерзлоты. 

В будущем такие криогенные процессы будут играть все бо́льшую роль в изменении климата, и уже сейчас представляют опасность для людей и сооружений, ведь в арктических регионах активно разрабатываются новые газовые и нефтяные месторождения. Поэтому российские ученые внимательно относятся к появлению новых кратеров в зоне многолетней мерзлоты и исследуют причины их возникновения.

В 2017 году на полуострове Ямал в долине реки Еркута был обнаружен газоэмиссионный кратер диаметром 17,5 метра. Ученые под руководством Евгения Чувилина (Evgeny Chuvilin) из Центра добычи углеводородов Сколтеха провели полевые исследования кратера и представили концептуальные модели процесса его возникновения, рассматривая три возможных варианта развития событий.

Первая версия возникновения кратера отсылает к промерзанию насыщенного метаном талика внутри толщи многолетней мерзлоты: давление газа в нем выросло настолько, что крышка многолетней мерзлоты подверглась вязко-пластической деформации и поднялась над уровнем земли. Далее произошло расслоение массы на отдельные компоненты — более тяжелая почва опустилась на дно, жидкая вода оказалась на середине, а газ устремился наверх, что привело к образованию кратера.

Вторая версия подразумевает, что талик не был изначально насыщен метаном — он попал туда в результате диссоциации газогидратов внутри многолетней мерзлоты. Дальнейший механизм совпадает с первой версией (промерзание, увеличение давления, вскрытие и стратификация по плотности).

Третья версия указывает на возможность обогащения талика метаном за счет поднятия этого газа из более глубоких слоев. При этом содержимое талика устремляется вверх, и расслоения массы на воду, почву и газ не происходит — талик становится открытой системой.

Авторы исследования подчеркивают, что все вероятные причины образования Еркутинского кратера связаны с протаиванием больших толщ многолетнемерзлых пород, и в будущем такие тенденции могут привести как к локальным последствиям (взрывоопасные выбросы газа в арктической зоне недропользования), так и к усилению глобального изменения климата.

Криогенные процессы в многолетнемерзлых породах регулярно приводят к подобным явлениям: так, в 2014 году на Ямале уже был обнаружен другой кратер, и его образование объяснили криовулканической деятельностью.

Марина Попова