A robbanó szibériai kráterek rejtélye

A robbanó szibériai kráterek rejtélye
A robbanó szibériai kráterek rejtélye
Anonim

A sarkvidéken túli Jamal -félszigeten hatalmas sebek kezdtek megjelenni a permafrostban - valami történik a föld alatt, aztán valami kitör a mélyből a felszínre, aggodalmat okozva a tudósoknak. Orosz és amerikai tudósok mesélnek a jelenség lehetséges okairól.

Ezek a sebek a földön hirtelen és azonnal megjelentek, majd hatalmas pöttyök maradtak a felszínen.

A keletkezett kráter szélein a talaj szürke és durva keveréke a jégnek és az örökfagydaraboknak. A növények gyökerén - a kráter kialakulása után jelentek meg a felszínen - égési nyomok vannak rajtuk. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy megítéljük, milyen hatalmas erők vettek részt a szibériai sarkvidék középső részén található lyuk kialakításában.

A levegőből nézve az újonnan felfedezett csupasz föld azonnal feltűnik a zöld tundra és a körülötte lévő sötét tavak hátterében. A henger alakú lyukon belül látható föld- és kőzetrétegek majdnem fekete színűek, és mire a tudósok elérték ezt a helyet, a víz már elkezdett felhalmozódni az alján.

Köztük volt Jevgenyij Csuvilin, a moszkvai székhelyű Szkolkovói Tudományos és Technológiai Intézet geológusa. Repülővel elrepült a Jamal -félsziget északnyugati részén található távoli sarkába, hogy megnézze a jelenséget. Ez az 50 méter mély gödör a rejtvény kulcsfontosságú darabjait tartalmazhatja, amelyek kísértették őt az elmúlt hat évben az első ilyen lyuk felfedezése óta a Jamal -félszigeten.

Ezt a krátert (20 méter széles és 52 méter mély) fedezte fel 2014 -ben egy helikopter pilóta. Ez körülbelül 42 kilométerre történt a Jamal -félsziget Bovanenkovo földgázmezőjétől. A helyszínt meglátogató tudósok, köztük Marina Leibman, a Föld Krioszféra Intézetének (az Orosz Tudományos Akadémia szibériai ága) vezető kutatója, amely több mint 40 éve tanulmányozza a szibériai örökfagyot, az ott látottakat nevezték. teljesen új jelenségként a permafrost régióban. A műholdképeket tanulmányozó elemzők később arról számoltak be, hogy ez a gázkibocsátó kráter (GEC) - GEC -1 néven - valamikor 2013. október 9. és november 1. között keletkezett.

Az utolsó ilyen krátert idén augusztusban fedezték fel egy televíziós stáb tagjai, amikor a Jamalba tartó expedíció során átrepültek a helyszínen az Orosz Tudományos Akadémia tudósaival és helyi tisztviselőkkel. Így a Jamalon és a szomszédos Gydan -félszigeten talált kráterek száma elérte a 17 -et.

Azonban az óriási fagyban lévő hatalmas lyukak megjelenésének okai, valamint a keletkezésük sebessége rejtélyes marad. Továbbá megválaszolatlan kérdések merülnek fel azzal kapcsolatban, hogy mit jelenthetnek az Északi -sark jövője, valamint az ott élő és dolgozó emberek számára. Sok sarkvidéki kutató számára ezeknek a zuhanásoknak a megjelenése aggasztó jel, ami látszólag azt jelenti, hogy radikális változás történik ezeken a hideg és ritkán lakott területeken bolygónk északi részén.

A legújabb kutatások azonban némi találgatáshoz vezettek arról, hogy mi is történik valójában. Egyértelmű, hogy ezek a lyukak nem keletkeznek fokozatos csapadék következtében, mivel a permafrost megolvad és a felszín alá süllyed. Oktatásuk robbanásveszélyes.

"Amikor robbanás következik be, nagy földdarabok és jég kerülnek az epicentrumából több száz méterre" - mondja Chuvilin. „Itt egy hatalmas erővel van dolgunk, amelyet nagyon nagy nyomás hoz létre. Az azonban továbbra is rejtély, hogy ez a nyomás ilyen magas."

Csuvilin orosz tudósok csoportjának tagja - világszerte együttműködnek kollégáikkal -, akik felkeresik e kráterek telephelyeit, hogy mintákat gyűjtsenek és különböző méréseket végezzenek. Próbálják jobban megérteni, mi történik a tundra mélyén, annak felszíne alatt.

Egyes tudósok összehasonlítják ezeket a krátereket kriovulkánokkal - vulkánokkal, amelyek a láva helyett jégszórást végeznek. Általánosan elfogadott, hogy ilyen vulkánok léteznek Naprendszerünk néhány távoli részén - a Plútón, a Titánon, a Szaturnusz holdján és a Ceres törpebolygón is. Azonban a megfigyelések felhalmozódásával a fejlődésük különböző szakaszaiban a keletkező lyukakat „gázkibocsátó krátereknek” nevezték. Ez a név lehetővé teszi, hogy némi képet kapjunk kialakulásának természetéről.

"A műholdak segítségével kapott képek alapján elvégzett elemzés azt mutatja, hogy a robbanás következtében egy óriási lyuk képződik egy kis hullámverés helyén" - mondja Chuvilin. Ezek a magasságok boltozatosak, és abban a pillanatban keletkeznek, amikor a fagyott talajréteget a víz a felszínre tolja, majd az ott felhalmozódott víz elkezd fagyni. A keletkező jég kitágulva kis dombot képez. Az ilyen emelkedések, amelyekhez a helyi jakut „bulgunnyakh” szót oroszul is használják, az évszakok változásakor megjelennek és eltűnnek. Azonban az Északi -sark nagy részén ezek a hullámzó halmok végül inkább a talajba süllyednek, mintsem felrobbannak.

Nyilvánvaló, hogy ezek a magaslatok Szibéria északnyugati részén másképp viselkednek. Csuvilin szerint gyorsan megnőnek, és elérik a több méteres magasságot, de ekkor a tetejük hirtelen felrobban. Nyilvánvalóan nem a fagyott víz nyomja őket a felszínre, hanem a föld alatt felhalmozódó gáz.

„Ezek a domborulatok idővel kialakultak” - mondja Sue Natali, ökológus és sarkvidéki szakértő [tanulmányozza a permafrostot, és a Massuchusetts Climate Research Center, a Woods Hole sarkvidéki program igazgatója. George Woodwell (Woodwell Klímakutató Központ)]. -Ilyen gázzal töltött halmok alakulnak ki az évek során.

A kidobott kőzet között talált fűzfaágak éves gyűrűinek tanulmányozása (ez 2014 -ben történt a robbanás és az első kráter kialakulása után) arra a következtetésre jutott, hogy ezek a növények az 1940 -es évek óta stressz alatt vannak. A szakértők úgy vélik, hogy ez a talaj deformációja következtében történhetett meg.

„Van azonban bizonyíték arra, hogy a gázkibocsátó kráterek életciklusa nagyon rövid lehet, háromtól öt évig terjedhet” - mondja Alekszandr Kizjakov, a Lomonoszov Moszkvai Állami Egyetem kriolitológusa. A 2017 nyarán keletkezett és SeYkhGEC néven ismert kráterek egyike, amelyet műholdkép segítségével fedeztek fel, először 2015 -ben kezdett kialakulni a talajban.

Ugyanezeket a nyomokat és duzzanatokat találták a gázzsebek felszabadításával kapcsolatban a Kara -tenger fenekén, a Jamal -félsziget közelében és a Barents -tenger környékén. Natalie szerint azonban eddig semmi ilyesmit nem találtak a sarkvidék más részein lévő szárazföldön.

A Jamalban és a Gydan -félszigeten a permafrosthoz kapcsolódó egyes folyamatok okozzák az ilyen dombok robbanását. "A talajnak vannak bizonyos tulajdonságai" - mondja.- Nagyon vékony jégréteg képződik ott, ez a lemezjég, amely egyfajta sűrű felső részét képezi az örökfagynak. Ezenkívül számos kriopeg is kialakul ott, vagyis a fagyott talaj területei, amelyeket valódi örökfagy vesz körül - mondhatjuk, hogy ezek egyfajta szendvicsek. Van egy harmadik jellemző is - nagyon mélyen elhelyezkedő olaj- és földgázmezők”.

Az egyik ilyen krátert nemrég Csuvilin tanulmányozta - kráterének szélessége 20 méter, a folyóról nevezték el "Yerkuta", amelynek árterén megjelent. Nyilvánvalóan egy száraz tó fenekén alakult ki. Amikor a tó eltűnt, egy fagyott talajréteg maradt ott, amit taliknak neveznek, és ott kezd felhalmozódni a gáz. Csuvilin azonban úgy véli, hogy a kráterképződés pontos forrását még nem lehet megnevezni. "A kráter tanulmányozásának fő kérdése az, hogy meghatározzuk a permafrost alatt felhalmozódó gáz forrását" - mondja Chuvilin. - Amint megjelenik egy kráter, már nincs ott gáz.

A helyi rénszarvaspásztorok arról számoltak be, hogy lángokat és füstöt láttak, miután egy kráter 2017 júniusában felrobbant.

Jelenleg gondosan tanulmányozzák e hullámzó halmok fejlődésével kapcsolatos kérdéseket, valamint azt is, hogy a gáz hogyan kerül oda. „Nagyon érdekes, hogy itt egy új vagy korábban ismeretlen geokémiai folyamat előtt állunk, amelyről korábban fogalmunk sem volt” - mondja Natalie.

Elég merész felfedező, aki ilyen kráterekbe ereszkedett, megemelt metánszintet talált ott, ami arra utal, hogy ez a gáz valószínűleg alulról emelkedik. Az egyik vezető elmélet az, hogy a permafrost réteg alatt nagy mélységben elhelyezkedő metán a fagyott zsebeken keresztül próbál felfelé emelkedni, ennek eredményeként felhalmozódik a jégréteg alatt. Egy másik elképzelés szerint az ilyen leolvasztott zsebekben a víz magas szén -dioxid -tartalma felfelé kezd emelkedni, ahogy a víz megfagy, és a maradék víz nem képes megtartani az oldott gázt.

A metán és a szén -dioxid mellett a krátereket a fagyott talajzsebekben található mikroorganizmusok is okozhatják. Chuvilin elmondta, hogy lebontják a szerves anyagokat, és gázokat képeznek. Az egyik kráter metánizotóp -elemzése úgy tűnik, alátámasztja ezt a nézőpontot, de a metánt termelő mikrobák aktivitása rendkívül alacsonynak bizonyult az ilyen kráterek alján kialakult tavakban - alacsony még a hideg szélességi köröknél is, ahol találhatók..

A metán azonban közvetlenül a jégen keresztül is behatolhat. A gázok beszorulhatnak a vízkristályokba a permafrostban, majd meglehetősen furcsa anyagokat képeznek, amelyeket gázhidrátoknak neveznek. Felolvasztásukkor gázok szabadulnak fel.

„Talán vannak más formációs mechanizmusok is, amelyeket nehéz egyetlen modell formájában megjeleníteni” - mondja Chuvilin. - Sok függ a környezettől és a terület jellegétől. Azt mondta, legalább egy krátert találtak a mederben.

Függetlenül a forrástól, feltételezhető, hogy a gázok felhalmozódnak a fagymentes földrétegek alatt, elkezdenek felemelni egy sűrű jégkéreget 5-6 méteren keresztül, majd felrobbannak, mint egy forrás (Bár ez nagyon élénk hasonlat, nem is olyan rossz, nagyon hasonló internetfelhasználók rettegnek azoktól a videóktól, amelyeken az emberek kipréselik a pattanásaikat, és egyes tudósok is rettegnek egyfajta Jamal -krátertől. kráterek, és ez vonz engem - vallja Natalie.

Amikor ezek a halmok végre felrobbannak, az egész valójában nagyon színesnek tűnik. A földdel és a jéggel ezeken a gázzal töltött zsebeken, valamint a fagyott részek egyéb tartalmával együtt 300 méter magasra emelkedik a robbanás. A robbanás olyan erős, hogy egy méter vastag földdarabok emelkednek felfelé, ami magas mellvédet, széles szájat és keskenyebb hengeres lyukat eredményez a kráter közelében - úgy vélik, hogy ez egy be nem fagyott zseb. A helyi rénszarvaspásztorok azt mondják, hogy lángokat és füstöt láttak egy robbanás után egy kráterben 2017 júniusában, a Mydriyakha folyó partja közelében. A közeli Seyakha falu lakói - a krátertől mintegy 33 kilométerre délre található - azt mondják, hogy a gáz csaknem 90 percig égett, és a láng magassága elérte a 4-5 métert.

Egy -két év múlva ennek a sötét és komor sebnek a szélei szétesnek, és vízzel telnek meg.

Ez a régió a bolygó egyik legritkábban lakott vidéke, azonban a településhez oly közel lévő kráterképződés aggasztó. A régióban nagyszámú olaj- és gázvezeték és egyéb infrastrukturális elem is található, amelyek mindegyikét az örökfagy alatt rejtett fosszilis tüzelőanyagok kinyerésére használják.

„Még nem tudjuk, hogy ez veszélyt jelent -e az Északi -sarkvidéken élőkre” - mondja Natalie. Ő és kollégái megpróbálnak válaszolni erre a kérdésre, és más krátereket is keresnek nagy felbontású műholdfelvételek segítségével.

„Ha megtalálunk valamit, ami úgy néz ki, mint egy kráter, nagyon nagy felbontású képsorozatot használunk, ami azt jelenti, hogy különböző időpontokban készített műholdfelvételekről beszélünk, majd megpróbáljuk megállapítani, hogy mikor keletkeztek” - mondja. Nyilvánvalóan ezeknek a szakembereknek a munkája arra utal, hogy több kráter van ott, mint azt korábban gondolták. „Eddig azonosítottuk és megerősítettük két új kráter kialakulásának helyét, és van még több kráter, amelyek létezésének megerősítésével jelenleg foglalkozunk. Körülbelül két tucat ilyen kráterünk van a "nagyon valószínű" kategóriában, és jelenleg folyamatban van az ellenőrzésük. Tekintettel arra, hogy 2013 -ban egyáltalán semmit sem tudtunk róluk, lehet, hogy több lesz."

Végül Natalie és csapata azt reméli, hogy elegendő adatot gyűjthet a keresési folyamat automatizálásához. Fő céljuk egy olyan algoritmus kifejlesztése, amely már a kialakulása előtt megjósolná a kráterek megjelenését, ehhez pedig a műholdakból nyert képek felhasználásával szükséges felkutatni a gázképző halmokat.

„Reméljük, hogy olyan eredményt érünk el, amely lehetővé teszi számunkra, hogy még a kialakulásuk előtt meghatározzuk a lehetséges kráterek helyét” - mondja Natalie. „Az ilyen folyamatokkal kapcsolatos információk beszerzésének igénye különösen nagy azokon a területeken, ahol emberek élnek, ahol csővezetékek haladnak, ahol az olaj- és gázinfrastruktúra elemei találhatók.”

Ezeknek a krátereknek a gyakoriságának megállapítása lassú folyamat. A heves kialakulási folyamat után a legtöbbjük majdnem olyan gyorsan eltűnik. Például a robbanás után kialakult lyuk Sayakha falu közelében - 70 méter széles és több mint 50 méter mély - alig négy nappal később megtelt vízzel, amit a folyó közelsége okozott. A lyuknak ez a fajta tóvá alakítása meglehetősen ártalmatlan befejezésnek tekinthető egy ilyen drámai jelenségnek.

Más kráterek lassabban töltődnek fel vízzel, de egy -két év múlva ennek a sötét és komor sebnek az éles szélei összeomlanak, megtelnek vízzel, és szinte megkülönböztethetetlenné válnak a több ezer más kör alakú tótól - ezeket termokarstikus tavaknak nevezik - a terület. Egyelőre nem világos, hogy ezek közül melyek a gázkibocsátásra emlékeztető hegek.

„Lehetséges, hogy a permafrost övezetben található egyes tavak vízzel töltött kráterek” - mondja Kizyakov. "Még túl korai megmondani, mennyire gyakori a tó kialakulásának mechanizmusa."

Egyes szakértők a vízben lévő vegyi anyagok elemzésével próbálják azonosítani a gázok felszabadulása által okozott tavakat, de eddig nem tudtak általános mintákat azonosítani.

Az ilyen események gyakoriságának megállapítására irányuló kísérletek nem csak kíváncsiságok. Egyre nagyobb az aggodalom, hogy az ilyen kráterek megjelenése Északnyugat -Szibériában összefüggésben lehet az Északi -sarkvidéken az éghajlatváltozás miatti szélesebb körű változásokkal.

Az Északi -sarkvidék felszíni hőmérséklete a globális átlag kétszeresére emelkedik, és ez nagy mennyiségű olvadást okoz a nyári hónapokban.

Ez önmagában már megváltoztatja a sarkvidéki tájat, és a talaj elsüllyedéséhez és földcsuszamlásokhoz vezet, amelyeket olvadási zuhanásoknak neveznek. Úgy tűnik, Szibériában van a legtöbb ilyen földcsuszamlás a bolygón - közülük a legnagyobb a Batagayk -medence - először, az 1960 -as években, csak egy kis szakadék volt, most pedig ennek a kráternek a szélessége 900 méter.

"Amennyire én tudom, a bolygón sehol sem okoz klímaváltozás ilyen változást a talaj fizikai összetételében" - mondja Natalie.

A sarkvidéki örökfagy alatt hatalmas mennyiségű szén található - nagyjából kétszerese annak, ami jelenleg a Föld légkörében van. Ezek nagyrészt állatok és más szerves anyagok fagyasztott maradványai, valamint az ezekben a jégkristályokban rekedt metán - ezek azok a gázhidrátok, amelyekről Csuvilin korábban beszélt. Amikor a felszínen lévő talaj felolvad, lehetővé teszi a mikroorganizmusok számára a szerves anyagok lebontását, és ennek eredményeként metán és szén-dioxid keletkezik ennek a folyamatnak a melléktermékeként, miközben a jégtömegben lévő metán is felszabadul.

Erős üvegházhatású gáz, ez a permafrost rétegek alól kilépő metán felgyorsíthatja a globális felmelegedést, és ezáltal további olvadást okozhat.

Yamalban azonban a kráterek azt sugallják, hogy egy másik folyamat ígéretes, még nagyobb bizonytalanságot adva az összetett visszacsatolási körhöz a növekvő hőmérséklet, az olvadó permafrost és az üvegházhatású gázok kibocsátása között. Ha kiderül, hogy a permafrost réteg alatt mélyen felhalmozódott metán elkezd kiszivárogni a permafrost általában áthatolhatatlan rétegein, ez annak a jele lehet, hogy a fagyott jégkéreg a tundra felszíne felett átjárhatóbbá válik. Ez még nagyobb bizonytalanságot jelenthet azzal kapcsolatban, hogy az Északi -sarkvidéken bekövetkező változások milyen hatással lesznek a globális felmelegedésre bolygónkon.

"Ezek a kráterek nagyon megdöbbentő bizonyítékai annak, ami tágabb értelemben történik az Északi -sarkon" - mondja Natalie. - Ha az egész régióban végbemenő változásokat nézzük, akkor néhányuk fokozatosan, míg mások hirtelen következnek be. Nagyon kevés közülük robbanásveszélyes, de mindez arra késztet bennünket, hogy figyeljünk arra, hogyan járulnak hozzá az üvegházhatású gázok légkörbe történő kibocsátásának növekedéséhez”.

Bár a szakértőknek még fel kell tárniuk a Jamal -kráterek rejtélyét, már az a következtetés vonható le, hogy a jövőben valószínűleg alaposan szemmel kell tartanunk őket.

Ajánlott: