Исследователи нашли объяснение загадочным кратерам в Сибири. Им удалось подтвердить давнее предположение, что виной всему глобальное потепление.
Кратер на полуострове Ямал. Фото: gettyimages
Кратеры появляются в Сибири уже десять лет. Основными объектами исследования были кратеры, образовавшиеся на полуострове Ямал на севере Сибири. Первый из них диаметром около 70 метров был обнаружен в 2014 году.
Подобные кратеры теперь появились и на близлежащем Гыданском полуострове. Исследователи пытались найти объяснение этим явлениям уже 10 лет. Предполагалось, что одновременно с образованием кратеров должно было выйти на поверхность большое количество метана. Считалось, что такие пузырьки парниковых газов возникли в результате таяния вечной мерзлоты.
По мнению авторов нового исследования, таяние вечной мерзлоты не может быть единственной причиной этого. Они пришли к выводу, что глобальное потепление также меняет давление на вечную мерзлоту. Это приводит к взрывному выбросу метана, который ранее находился под землей в твердом виде. Затем земля опускается и образуются кратеры.
«Есть только две возможности такого взрыва. Либо происходит химическая реакция, как с динамитом, либо физическая реакция, например, когда вы накачиваете велосипедную шину до тех пор, пока она не лопнет», — объясняет автор исследования Джулиан Картрайт из Национального исследовательского совета Испании.
Поскольку исследователи не обнаружили никаких признаков химической реакции, должна была быть физическая причина. В случае кратеров «велосипедным насосом», если придерживаться этой аналогии, был осмос. Во время этого процесса растворитель, например вода, проходит через полупроницаемую мембрану.
Такой мембраной разделены область с высокой концентрацией соли и область с водой и низкой концентрацией соли. Вода будет поступать в область с высокой концентрацией соли, чтобы сбалансировать соотношение. Однако это увеличивает давление в этой области.
В этом примере во время осмоса молекулы воды перемещаются из области с низкой концентрацией соли (более крупные зеленые шарики) в область с более высокой концентрацией соли. Фото: gettyimages/ttsz
Такой полупроницаемой мембраной выступает вечная мерзлота толщиной от 180 до 300 метров. Этот барьер остается замороженным круглый год. Однако над ним находится активный слой почвы, который сезонно оттаивает, а затем снова замерзает.
Повсюду, глубоко под землей, разбросаны пузырьки воды, так называемые криопэги. Вода там находится под давлением и очень соленая. Поэтому она остается жидкой, несмотря на низкие температуры. Ниже находится слой твердых кристаллов метана и воды (гидраты метана). Высокое давление и низкие температуры сохраняют их стабильность.
Однако из-за глобального потепления эти слои теряют устойчивость. Активный слой тает, и вода просачивается к криопэгам. Это приводит к попаданию воды в эти пузырьки посредством осмоса.
Но для талой воды им не хватает места и давление нарастает все больше и больше, пока в земле не появляются трещины. В результате это давление внезапно падает, гидраты метана повреждаются и газ метана высвобождается со взрывом. Давление может нарастать в течение десятилетий, прежде чем произойдет этот взрыв.
«Для возникновения этого явления необходимы очень специфические условия», — объясняет автор исследования Ана Моргадо из Кембриджского университета.
В своем исследовании ученые объясняют, что подобные взрывы могут происходить и на дне океана. С другой стороны, ледяные щиты в полярных регионах не имеют таких кратеров. Поэтому исследователи предполагают, что это редкое явление.
