Ученые раскрыли тайны образования массивных дыр в вечной мерзлоте Сибири
Технологии19 февраля 2021

Ученые раскрыли тайны образования массивных дыр в вечной мерзлоте Сибири

Массивный кратер возник в сибирской тундре в прошлом году в результате мощного выброса метана, отбросившего лед и камни на сотни футов и оставившего зияющий круглый шрам на пустом и зловещем ландшафте.

Это 17-я дыра, появившаяся на отдаленных полуостровах Ямал и Гыда в российской Арктике с момента обнаружения первой в 2013 году, что озадачило ученых. Считается, что кратеры связаны с изменением климата. Фотография с дронов, 3D-моделирование и искусственный интеллект помогают раскрыть их секреты.

«Новый кратер уникально хорошо сохранился, так как поверхностная вода еще не накопилась в кратере, когда мы его обследовали, что позволило нам изучить« свежий »кратер, не затронутый деградацией», - сказал Евгений Чувилин, ведущий научный сотрудник Центр добычи углеводородов Сколковского института науки и технологий в Москве.

Это также был первый раз, когда исследователи смогли запустить дрон глубоко в кратер - на глубину 10-15 метров под землей, что позволило им запечатлеть форму подземной полости, в которой образовался метан.

Чувилин входил в группу российских ученых, посетивших кратер в августе 2020 года. Их результаты были опубликованы на прошлой неделе в журнале Geosciences.

Изменение климата

Дрон сделал около 80 снимков, что позволило исследователям построить трехмерную модель кратера глубиной 30 метров - представьте себе три автобуса, идущие из конца в конец.

Автор исследования Игорь Богоявленский из Научно-исследовательского института нефти и газа Российской академии наук, служивший пилотом дрона, сказал, что ему пришлось лечь на край 10-этажного кратера и свесить руки через край, чтобы контролировать дрон.

«Трижды мы были близки к тому, чтобы потерять его, но нам удалось получить данные для 3D-модели», - сказал он.

Модель, которая показывала необычные гроты или пещеры в нижней части кратера, в значительной степени подтвердила гипотезу ученых: газообразный метан накапливается в полости во льду, вызывая образование холмика на уровне земли. Курган увеличивается в размерах, прежде чем взорвать лед и другие обломки, оставив после себя массивный кратер.

Что до сих пор неясно, так это источник метана. Он может исходить из глубоких слоев Земли или ближе к поверхности - или из комбинации этих двух.

Вечная мерзлота - это огромный природный резервуар метана, мощного парникового газа, который гораздо эффективнее углекислого газа задерживает тепло и нагревает планету. Более теплое лето - Арктика нагревается в два раза быстрее, чем слой вечной мерзлоты, который действует как шапка, облегчая выход газа. По оценкам некоторых экспертов, почвы в районе вечной мерзлоты содержат в два раза больше углерода, чем атмосфера, что делает этот регион чрезвычайно важным в борьбе с изменением климата.

«Изменение климата, конечно же, влияет на вероятность появления газовых кратеров в арктической вечной мерзлоте», - сказал Чувилин.

С помощью спутниковых изображений исследователи также смогли точно определить, когда образовался кратер. Они считают, что курган взорвался в какой-то момент между 15 мая и 9 июня 2020 года. Впервые кратер был обнаружен во время полета вертолета 16 июля 2020 года.

По словам Чувилина, время выбрано не случайно. «Это время года, когда наблюдается большой приток солнечной энергии, что приводит к таянию снега и нагреву верхних слоев земли, что вызывает изменения в их свойствах и поведении».

Хотя эти кратеры появились в очень малонаселенном регионе, они действительно представляют опасность для коренных народов и нефтегазовой инфраструктуры. Обычно норы находят случайно во время полетов на вертолете или оленеводами.

Картирование и прогноз кратерных выбросов

Хотя на данный момент задокументировано 17 кратеров, неизвестно, сколько их всего и когда может взорваться следующий.

У ученых пока нет хороших инструментов для обнаружения и картирования кратеров газовых выбросов, хотя команда из Центра климатических исследований Вудвелла в Массачусетсе пытается это изменить.

Чтобы зарегистрировать изменения в арктическом ландшафте и, возможно, в конечном итоге предсказать, где может произойти следующий взрывной кратер, исследователи разработали алгоритм для количественной оценки изменений таких характеристик, как высота курганов и расширение или уменьшение озер на полуостровах Ямал и Гыда.

Модель ученых правильно предсказала все семь кратеров, о которых ученые сообщили к 2017 году, и выявила образование трех новых.

Исследователи также обнаружили, что кратеры - это лишь один тревожный знак того, что самые северные уголки нашей планеты претерпевают радикальные изменения.

Около 5% из 327000 квадратных километров, обследованных командой, испытали резкие изменения ландшафта в период с 1984 по 2017 год. Эти изменения включали обрушение грунта, образование новых озер и исчезновение других, а также эрозию излучин рек, согласно исследованию, которое опубликовано в журнале Geosciences в январе.

«Эти кратеры представляют собой ... процесс, который ранее был неизвестен ученым», - заявила Сью Натали, директор арктической программы Центра исследований климата Вудвелла и соавтор исследования.

«Кратеры и другие резкие изменения, происходящие в арктическом ландшафте, указывают на быстрое потепление и таяние Арктики, что может иметь серьезные последствия для жителей Арктики и во всем мире».

Написать комментарий