Таинственные холмы могут начать извергаться в Сибири

Таинственные «ледяные холмы», разбросанные по всей Сибири, иногда лопаются, образуя гигантские кратеры — и теперь ученые на шаг приблизились к разгадке того, что заставляет эти странные бугры взрываться.

Ледяные насыпи — это участки вечной мерзлоты, которые вздуваются по мере накопления жидкости под поверхностью.

Согласно текущим исследованиям Сибирского отделения Российской академии наук, к этому вздутию могут привести две различные «системы»: открытая и закрытая. В открытой системе вода и газ, скапливающиеся под вечной мерзлотой, перемещаются и просачиваются на поверхность через трещины. Но в замкнутой системе вода и газ попадают в карман, который раздувается, оказывая все большее давление на вечную мерзлоту.

Открытая система похожа на идею, выдвинутую исследователями ранее в этом году. Так, ученые утверждают, что природный газ, перемещающийся между коренной породой и вышележащей вечной мерзлотой, приводит к таянию снизу. В результате таяния в вечной мерзлоте образуются карманы, где могут скапливаться жидкости, но они не полностью изолированы от газа под ними или с поверхности.

Очаги увеличиваются по мере поступления в них большего количества газа, что приводит к дальнейшему таянию и повышению давления, вызывая вспучивание грунта.

Газ в основном представляет собой термогенный метан, который, вероятно, образуется непрерывно как побочный продукт при нагревании органического вещества. В замкнутой системе газ и вода поступают из глубины коренных пород. Жидкости поднимаются и образуют карман внутри вечной мерзлоты.

Ученые до сих пор точно не уверены, как накапливается газ, образуя ледяные насыпи. Однако исследователи уверены, что холмы могут самопроизвольно разрушаться и образовывать огромные дыры в вечной мерзлоте.

Кратер Ямал, размером около 20 метров в ширину и 50 метров в глубину, является одним из примеров. Пилот вертолета заметил кратер в 42 километрах от Бованенковского газового месторождения на севере российского полуострова Ямал в 2014 году. С тех пор ученые задокументировали еще семь таких гигантских кратеров в регионе и соседнем полуострове Гыдан.

Исследователи из Сибирского отделения РАН заявили, что ледяные насыпи «взрываются», образуя кратеры, но профессор геофизических исследований окружающей среды в Университете Осло Хелле Хеллеванг с этим не согласен.

Для взрывов требуется источник воспламенения, такой как высокая температура или электричество, но «очень трудно воспламенить газ при минусовой температуре», — сказал он.

Возможно, открытые системы могли бы создать давление, необходимое для извержения, но для этого потребовался бы очень низкий расход газа из системы, сказал Хеллеванг. Закрытые системы с большей вероятностью вызовут извержения, поскольку в них сразу же происходит большее повышение давления, сказал он.

По словам Хеллеванга, обе системы могут подвергаться повышенному риску извержения по мере повышения температуры и таяния вечной мерзлоты. В какой-то момент вечная мерзлота становится настолько тонкой, что не может противостоять давлению газовых скоплений внизу, что может вызвать извержения.

Внезапные извержения газа представляют опасность для людей, живущих на полуостровах Ямал и Гыдан, и для инфраструктуры, такой как газопроводы. Еще одна серьезная проблема, по словам Хеллеванга, заключается в том, что «если вечная мерзлота является крышкой для всего этого огромного количества метана… то эти кратеры также могут в будущем стать путями для новых утечек метана».