Как проваливался Ямал
Летом 2012–2013 годов образовалась Ямальская воронка. Фото: правительство.янао.рф

Летом 2012–2013 годов образовалась Ямальская воронка. Фото: правительство.янао.рф

Ученые рассказали «Русской планете» о происхождении Ямальской воронки

Восхищение всего мира вызвала воронка диаметром 60 метров, обнаруженная в районе Бонавенковского нефтегазоконденсатного месторождения на Ямале в июне 2014 года. В научных кругах ее назвали воронкой газового выброса. За 2014 год природный феномен обследовали три экспедиции, организованные Центром освоения Арктики.

Недавно с Ямала вернулась четвертая. Ее целью было исследовать, как изменился за прошедший год кратер вблизи поймы реки Морды-Яха, а также изучить тундровые озера, имеющие такую же круглую форму. Специалисты убеждены, что они появились благодаря аналогичным процессам. Своими открытиями ученые поделились с «Русской планетой».

Выстрел метангидратного ружья

Раскрыть тайну появления Ямальской воронки ученым помогли так называемые бугры пучения, достаточно часто возникающие в арктической тундре.

— На территориях, где распространена вечная мерзлота, встречается такое явление, как бугры пучения, или пинго, как их принято называть в мировой геологической науке, — поясняет корреспонденту РП Валерий Носков, член-корреспондент РАН. — Со стороны они выглядят как холмы правильной округлой формы. Их высота может достигать 80 метров, а диаметр — нескольких километров. Ранее было принято считать, что бугры пучения образуются исключительно в результате многолетнего промерзания глинистых грунтов, напитанных водой. Однако теперь становится ясно, что они могут появляться и при обратном процессе — оттаивании палеомерзлоты, вызванном глобальным потеплением. Арктика как гиперчувствительная экосистема первой реагирует на климатические изменения, и бугры пучения — прямое тому свидетельство.

Когда верхние горизонты мерзлоты начинают оттаивать под воздействием высоких температур, высвобождается заключенный в них метан. Фото: правительство.янао.рф

Летом 2012–2013 годов, когда образовалась Ямальская воронка, температура воздуха в районе ее появления на 5 градусов превышала норму, а за последние 20 лет из-за систематического потепления вечномерзлые грунты, залегающие на этой территории на глубине 20 м, прогрелись примерно на 2 градуса.

Когда верхние горизонты мерзлоты начинают оттаивать под воздействием высоких температур, высвобождается заключенный в них газ метан. Он содержится в вечномерзлых грунтах в форме реликтовых газогидратов.

— Газовые гидраты и, в частности, гидраты метана — это кристаллические соединения, сформировавшиеся из воды и газа, — говорит Валерий Носков. — Впервые гипотеза о наличии реликтовых газовых гидратов в зоне вечной мерзлоты была высказана советскими учеными в 40-е годы прошлого века, а в 1960-е их впервые обнаружили. По последним оценкам, в настоящий момент в арктической зоне вечной мерзлоты, в том числе и под водой, заперто в виде метана и его гидратов не менее 1,4 тысячи гигатонн газа. Около 5–10% от этого количества выходит на поверхность в результате оттаивания вечномерзлых грунтов, поскольку газогидраты становятся нестабильными при повышении температуры.

Существует даже апокалиптическая теория о так называемом метангидратном ружье: многие исследователи опасаются, что повышение температуры воды в Мировом океане и впадающих в него реках запустит необратимый процесс высвобождения метана из подводных и подземных отложений газовых гидратов. Попав в атмосферу, метан, который является более сильным парниковым газом, чем углекислый, станет причиной дальнейшего потепления. В результате высвободится еще больше метана, и произойдет катастрофа.

Некоторые ученые полагают, что аналогичный процесс послужил причиной пермского вымирания, когда 250 млн лет назад погибло 96% земных организмов.

Сейчас идет постоянное обрушение краев воронки, внутрь сползает оттаявшая глина, спускаться опасно. Фото: правительство.янао.рф

— Настолько пессимистичный сценарий все же маловероятен: большинство газовых гидратов сосредоточено слишком глубоко, чтобы резко отреагировать на потепление, — продолжает Носков. — Чтобы они прогрелись и высвободился заключенный в них метан, потребуются тысячелетия. Тем не менее экспедиция российских, американских и шведских ученых, которая под руководством Наталии Шаховой и Игоря Семилетова два года назад исследовала вечную мерзлоту на арктическом шельфе Сибири, пришла к выводу, что объемы выбросов метана в атмосферу в этой зоне увеличились в два раза относительно расчетных. Из-за разрывов в вечной мерзлоте, образовавшихся на морском дне, уже высвободились миллионы тонн метана, в результате чего в некоторых арктических регионах его концентрация выросла в 100 раз. В любой момент может высвободиться еще до 50 гигатонн гидратов, что увеличит содержание метана в атмосфере в 12 раз и приведет к критическому уровню парникового эффекта. В США еще в 2008 году потенциальное высвобождение гидратов метана в Арктике включено в число четырех глобальных климатических угроз.

Взрывы кратеров

Высвобождающийся в результате повышения температуры из газовых гидратов метан начинает подниматься к поверхности земли в зонах разлома, которые могут быть расположены как под водой, так и на суше. Выйти наружу ему мешает многолетняя мерзлота. Под давлением сжатого газа почва в буквальном смысле раздувается. Образуется гигантский пузырь, на фоне равнинного тундрового ландшафта выглядящий фантастично. Газ давит на вечную мерзлоту, к тому же подогревая ее снизу: температура метана составляет около +30 оС, а мерзлоты — около минус 9–10 оС. Подтаивая, верхний слой мерзлоты слабеет и в какой-то момент больше не может противостоять давлению снизу. Газ вырывается наружу. Происходит взрыв. Почвенная «пробка» вылетает, как из бутылки шампанского.

— При этом давление газа может быть относительно небольшим, — объясняет куратор 4-й экспедиции к воронке газового выброса, заместитель директора по научной работе Института проблем нефти и газа, член-корреспондент РАН, доктор технических наук Василий Богоявленский. — Двенадцати с небольшим атмосфер достаточно, чтобы такой бугор взорвался. При меньшем давлении бугры пучения постепенно разрушаются под воздействием высокой температуры, и на их месте также образуются кратеры, но это происходит без взрыва. На территории Ямала расположено как минимум четыре объекта, связанных с подземными выбросами газа. Во время последней экспедиции нам удалось посетить два из них.

Размер Ямальской воронки постоянно увеличивается: сейчас ее глубина составляет около 50 м. Фото: правительство.янао.рф

Оттаивание палеомерзлоты под воздействием глобального потепления неизбежно повлечет появление новых воронок, аналогичных Ямальской, поскольку в арктическом регионе имеется множество газосодержащих пород. Причем из-за повышения температуры они могут возникать все чаще.

Единственное, что в состоянии сделать ученые — это предсказать, где и когда они появятся, чтобы вовремя эвакуировать людей. Ведь вечная мерзлота распространена более чем на 60% территории России. На ней построены такие крупные города, как Якутск, Воркута и Норильск.

Экологическая катастрофа произойдет, если кратеры возникнут под месторождением или путепроводом. Так, ближайший нефтепровод расположен всего в четырех километрах от Ямальской воронки, а нефтегазовое месторождение — в 28-ми.

Участники экспедиции констатировали, что размер Ямальской воронки постоянно увеличивается. На сегодняшний день ее глубина составляет около 50 м, то есть в нее может спокойно поместиться 25-этажный дом. Часть объема гигантского кратера заполнилась водой — набралось не менее 10 м в глубину. Исследователи убеждены, что со временем геологическое новообразование возле Бованенковского месторождения превратится в точно такое же тундровое озеро, как и множество других, расположенных на территории Ямала.

Спуститься в кратер и обследовать его изнутри у участников четвертой экспедиции возможности не было.

Оттаивание палеомерзлоты под воздействием глобального потепления неизбежно приведет к появлению новых воронок. Фото: правительство.янао.рф

— Сейчас идет постоянное обрушение краев воронки, внутрь сползает оттаявшая глина, спускаться опасно, — пояснил корреспонденту РП директор Российского центра освоения Арктики Владимир Пушкарев. — Поэтому добраться до дна кратера и взять пробы грунта и льда для проведения химического и изотопного анализа мы смогли лишь во время третьей экспедиции (в ноябре 2014 года), когда стены воронки подмерзли.

Образцы, взятые во время самой первой экспедиции, состоявшейся в июле прошлого года, показали высокое содержание метана в кратере. Концентрация метана у дна воронки составила около 9,6%, в то время как обычно она не превышает 0,000179%. Это служит дополнительным аргументом в пользу правильности термогазовой теории происхождения Ямальской воронки.

Разгадка Бермудского треугольника

Четыре экспедиции позволили исключить все остальные версии происхождения Ямальской воронки. За год появились десятки теорий появления кратера. Гигантскую яму в тундре называли воротами в ад, предвещающими конец света, норой неизвестного науке огромного животного, следом от крушения инопланетного корабля и результатом испытания ядерной бомбы. Выдвигались и более правдоподобные версии, например падение метеорита.

— Если бы Ямальская воронка образовалась от падения метеорита, то в этом месте отмечался бы повышенный радиационный фон, а ничего подобного нет, — говорит Валерий Носков. — Кроме того, вокруг нет никаких следов обугливания или других последствий воздействия высокой температуры. Не обнаружены и куски метеорита. Последнее можно было бы объяснить тем, что метеорит состоял целиком изо льда, и поэтому его фрагменты не могли быть найдены. В пользу этой версии говорит воронковидная форма кратера, которая могла стать следствием вращения метеорита в почве, а также потемневшие края провала. Однако не заметить падения настолько большого небесного тела невозможно, тем более что всего в 30 км от места предполагаемого падения работает крупное месторождение. Столкновение метеорита с земной поверхностью вызвало бы сотрясение почвы, которое неизбежно было бы зафиксировано.

Если бы Ямальская воронка образовалась от падения метеорита, то в этом месте отмечался бы повышенный радиационный фон. Фото: правительство.янао.рф

Дополнительным аргументом в пользу метеоритной теории появления Ямальской воронки могли бы стать обстоятельства возникновения еще одного аналогичного кратера размером поменьше. Он обнаружен оленеводами в Тазовском районе Ямала, в 90 км от села Антипаюта в сентябре 2013 года. Они утверждали, что его появлению предшествовала яркая вспышка, а затем последовал взрыв. Некоторые отметили, что перед этим видели в небе яркий след от падающего небесного тела.

— Маловероятно, что почти в одно и то же время практически на одной территории упали два метеорита одинакового состава, вызвавшие появление кратеров одинаковой структуры, — говорит Валерий Носков. — А наличие вспышки и взрыва очень легко объяснимо, поскольку при смешении метана с воздухом в определенных пропорциях образуется взрывоопасная смесь. Выделившийся из газовых гидратов газ мог стать причиной сильного взрыва. Что касается следа от метеорита в небе, то люди склонны выдавать желаемое за действительное. Прозаичное объяснение происхождения Ямальской воронки многим не по вкусу.

Чтобы утешить любителей фантастики и сторонников теории заговоров, ученый рассказал, что термогазовое происхождение Ямальской воронки напрямую связывает ее со знаменитым Бермудским треугольником. В 1984 году канадский химик Дональд Дэвидсон предложил любопытную версию объяснения этого феномена. Он рассказал, что в этой части Мирового океана на дне залегают газовые гидраты, содержащие метан. В 1990 году исследования, в ходе которых было пробурено несколько глубоководных скважин, подтвердили его правоту. Когда газ выделяется из гидратов и проникает через сдерживающий его слой почвы, он поднимается к поверхности. По мере подъема давление воды падает, и небольшие пузырьки газа увеличиваются в размере. Когда они достигают поверхности воды, она превращается в кипящую пену. Судно, очутившееся в газовом облаке, больше не может удерживаться на поверхности воды, поскольку ее плотность резко падает, и идет ко дну. Экипажи самолетов, оказавшихся в облаке метана, погибают от удушья. А малейшей искры может быть достаточно, чтобы взрывоопасный метан взорвался и судно или самолет сгорели за считанные секунды. Экипажи даже не успевают подать сигнал бедствия. Причем когда в этот район прибывают спасатели, они не могут отыскать никаких следов. И все это происходит из-за наличия на дне точно таких же газовых гидратов, как в зоне образования Ямальской воронки.

«Тут боеприпасов хватит и нашим внукам» Далее в рубрике «Тут боеприпасов хватит и нашим внукам»Как спасатели находят в Крыму действующие боевые снаряды — времен от Крымской войны до ВОВ

Комментарии

20 июля 2015, 00:14
Технологическая деятельность человека ведет к глобальному потеплению. Которое, в свою очередь, вносит коррективы в существование целых регионов. Готовьтесь, господа, это только начало.
20 июля 2015, 12:59
Кстати да, и те проливные дожди, которые уже обернулись для многих городов катаклизмами, наблюдаемые в этом году, являются подтверждением ваших слов и прямым следствием таяния ледников Гренландии. Если кто-то сомневается в этом - проанализируйте схему зарождения и дальнейшего распространения циклонов - всё будет видно наглядно...!
20 июля 2015, 11:42
Потрясающее явление природы.
Понятно, что газовый пузырь круглый, но порода ведь не везде одинаковой толщины и плотности, как получаются идеально ровные круги?
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
История, политика и наука с её дронами-убийцами
Читайте ежедневные материалы на гуманитарные темы. Подпишитесь на «Русскую планету» в соцсетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»