Ямальская воронка - следствие растепления мерзлоты? Многолетняя мерзлота на шельфе Карского моря тает гораздо быстрее, чем предполагалось ранее

 

атер диаметром 40 метров с вертолета выглядит как огромная дыра в земле. Фото: предоставлено ем Ельцовым

 

В 2015 году состоится 4-я экспедиция к ямальской воронке. Об этом сегодня проинформировал специалисты Ямало-Ненецкого автономного округа.
 

В 2015 году ученые организуют 4-ю экспедицию к ямальской воронке

  Напомним, что на сегодняшний день одним из самых загадочных объектов на Земле, происхождение которых интересует специалистов со всего мира, является ямальская воронка, представляющая собой настоящую загадку. Не так давно стало известно о том, что вскоре следует ожидать начало новой экспедиции в ней.

 
Согласно официальному заявлению источника в пресс-центре губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа, ссылающегося на главу департамента по науке и инновациям региона Алексея Титовского, уже на апрель 2015 года намечен очередной поход ученых к объекту.
 
Напомним, что к ямальской воронке, интересующей специалистов, в минувшем 2014 году уже было проведено порядка трех экспедиций «Ямала-Арктика», с целью поиска следов каких-либо явлений, которые смогли бы поведать то, каким образом образовалась загадочная скважина. 

http://svopi.ru/nauka/28554-v-2015-godu-uchenye-organizuyut-4-yu-ekspediciyu-k-yamalskoy-voronke.html

 

 

Дарваза́  — газовый кратер в ТуркменистанеМестные жители и путешественники называют его «Дверью в преисподнюю», или «Вратами Ада». Находится в 90 км от аула Ербент. Диаметр кратера составляет приблизительно 60 метров, глубина — около 20 метров.

 В 1971 году возле деревни Дарваза в Туркменистане советские геологи обнаружили скопление подземного газа. В результате раскопок и бурения разведочной скважины геологи наткнулись на подземную каверну (пустоту), из-за чего земля провалилась и образовалась большая дыра, наполненная газом. Буровая вышка со всем оборудованием и транспортом провалилась в образовавшуюся дыру, люди при этом инциденте не пострадали. Чтобы вредные для людей и скота газы не выходили наружу, их решили поджечь. Геологи предполагали, что пожар через несколько дней потухнет, но ошиблись. С 1971 года природный газ, выходящий из кратера, непрерывно горит днём и ночью.

  https://ru.wikipedia.org/wiki/%C4%E0%F0%E2%E0%E7%E0

 Подробнее: Туркмения. Дарваза: http://www.tema.ru/travel/turkmenistan-3/

 

 

Метан взорвет морскую пучину

 Российские ученые исследовали механизм выброса метана из-под многолетней мерзлоты

Многолетняя мерзлота на шельфе Карского моря тает гораздо быстрее, чем предполагалось ранее. Причиной этого является повышение температуры воды Мирового океана, вызванное глобальными изменениями климата, а также тепло, исходящее из центра Земли. Процесс таяния мерзлоты провоцирует выделение значительных объемов метана — газа, вызывающего мощный парниковый эффект, а значит, еще больше нагревающего атмосферу.

 Гипотеза о наличии залежей гидрата метана в многолетней мерзлоте была высказана советскими учеными около 70 лет назад. Гидрат метана — это соединение метана с водой, внешне напоминающее спрессованный снег, который легко воспламеняется и при повышении температуры распадается на воду и газ. Соединение объемом 1 куб. см может выделять до 180 куб. см газа.

 Чаще всего залежи гидрата метана встречаются в районах многолетней мерзлоты. При уменьшении толщины слоя мерзлоты соединение нагревается и выбрасывает в атмосферу газ. Подобные выбросы по мощности могут быть эквивалентны небольшому взрыву. Существует даже гипотеза о метангидратном ружье, согласно которой нагревающийся океан рано или поздно запустит процесс высвобождения метана из морского шельфа. Так как сам метан является парниковым газом, его выход в атмосферу приведет к повышению температуры и дальнейшему росту высвобождения еще больших его объемов.

 Некоторые исследователи предполагают, что с высвобождением метана могли быть связаны такие события, как массовое пермское вымирание.

Команда российских ученых и их иностранных коллег в составе Георгия Черкашева, Павла Реканта, Петра Семенова, Павла Серова, Бориса Ванштейна, Эндрю Смита и Юргена Миенерта под руководством Алексея Портнова из Университета Тромсё исследовала механизм выброса метана из залежей многолетней мерзлоты на шельфе Карского моря в районе полуострова Ямал. С полным отчетом о работе исследователей можно ознакомиться в журналах Geophysical Research Letters и Journal of Geophysical Research: Biogeosciences .

В сентябре 2012 года ученые завершили комплексную геохимическую съемку в Приямальской части Южно-Карского шельфа на МСБ «Неотразимый». В ходе рейса экспедиция отобрала 195 проб газа, извлеченного из образцов донных осадков, и 323 пробы газа из придонной воды. Более того, специалисты проводили гидроакустические исследования для обнаружения в толще воды поднимающихся вверх пузырьков метана.

Алексей Портнов рассказал, что «Арктика перманентно находится в замерзшем состоянии, в Сибири многолетняя мерзлота простирается на 600–800 м в глубину. Однако океан — совсем другое дело. Температура воды непосредственно у дна обычно немного выше ноля, и теоретически толстого слоя многолетней мерзлоты там быть не может.

Однако 20 тыс. лет назад, во время последнего ледникового максимума, уровень моря находился на 120 м ниже, чем сейчас. Это значит, что часть современного океанического шельфа была не покрыта водой — она и стала многолетней мерзлотой».

Ранее считалось, что слой многолетней мерзлоты на шельфе Карского моря достигает глубины 100 м. Теоретически такой объем промерзшей земли не должен позволить гидрату метана нагреться и начать распадаться на воду и газ Тем не менее РАБОТАкоманды Алексея Портнова доказала: существенные утечки метана наблюдаются на всей исследованной территории площадью 7,5 тыс. кв. км.

Более того, столбики пузырьков метана появляются уже на глубине 20–50 м, а это означает, что многолетняя мерзлота простирается совсем не так далеко вглубь океана. 

Потоки метана достигали высоты 25 м и располагались в точности в тех же самых местах, где в 2010 году их зафиксировали исследователи Василий Щербаков, Виктор Мотычко и Владимир Константинов. Это позволяет ученым с уверенностью заявлять: процесс выброса метана постоянен и продолжается в течение весьма длительного времени. 

Алексей Портнов, комментируя результаты работы своей команды, подчеркивает еще один факт: выбросы метана провоцирует еще и повышающаяся скорость таяния многолетней мерзлоты. Сверху на нее воздействует морская вода, температура которой постепенно повышается из-за климатических изменений, а снизу мерзлоту растапливает тепло, идущее из глубин Земли. 

По словам исследователей, если повышение температуры морской воды и дальше будет идти такими же темпами, что и сейчас, то на мелководье Карского моря может случиться настоящий взрыв, вызванный резким выходом метана на поверхность.

http://www.gazeta.ru/science/2014/12/23_a_6355645.shtml

 

 

 

Процитируем книгу Клима Чурюмова «Кометы и их наблюдения», опубликованную в 1980 году в московском издательстве «Наука». Этот отрывок посвящен строению ядра кометы, и в нем говорится про все то, что увидел зонд «Филы»: и про легко испаряющиеся вещества, которые могут придать пушистость, и про каменные структуры, и даже про твердую корку.

«Ядро — самая главная часть кометы. Однако до сих пор нет единодушного мнения, что оно представляет собой на самом деле, — писал Чурюмов в 1980 году. — Еще во времена Бесселя и Лапласа существовало представление о ядре кометы как о твердом теле, состоящем из легко испаряющихся веществ типа льда или снега, быстро переходящих в газовую фазу под действием солнечного тепла. Эта классическая ледяная модель кометного ядра была существенно дополнена и разработана в последнее время.

Наибольшим признанием среди исследователей комет пользуется разработанная Уиплом модель ядра — конгломерата из тугоплавких каменистых частиц и замороженной летучей компоненты (CH4, CO2, H2O и др.).

 В таком ядре ледяные слои из замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере прогревания солнечным теплом газы типа испрающегося «сухого льда» прорываются наружу, увлекая за собой облака пыли. Это позволяет, например, объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет, а также способность небольших ядер комет к активному газовыделению».

 Далее Чурюмов рассказывает о том, что связь метеорных роев с короткопериодическими кометами наводила на мысль о каменистом ядре, имеющем газовые включения в виде сорбированных газов.

 «Такую модель в 40-х годах разрабатывал советский астрофизик Б.Ю. Левин, рассматривавший механизм образования протяженной атмосферы путем десорбции газов с поверхности ядра. Свингс и Дельземм в 1952 году пошли по пути развития модели ядра-конгломерата, предложенной американским астрофизиком Фредом Уиплом, дополнив ее идеей о присутствии в ядре «родительских молекул» не в виде чистых льдов, а в форме замороженных гидратов, имеющих состав M•n•H2O, где M — родительская молекула, n•H2O — число молекул воды, необходимое для образования устойчивой молекулы, включающей и данную родительскую молекулу. Гидраты же испаряются с той же скоростью, что и водяной лед».

 Согласно Уиплу, механизм истечения вещества из ядра объясняется следующим образом.

 У комет, совершивших небольшое число прохождения через свой перигелий — так называемых «молодых» комет — поверхностная защитная корка еще не успела образоваться, и поверхность ядра покрыта реликтовыми льдами. Газовыделение протекает крайне интенсивно путем прямого испарения из твердой фазы.

 В спектре такой кометы преобладает отраженный солнечный свет, что позволяет и спектрально отличать «молодые» кометы от «старых».

16.11.2014, 00:59 Николай Подорванюк, Владимир Корягин

http://www.gazeta.ru/science/2014/11/16_a_6302557.shtml

 

 

 

10 ноября группа ученых впервые сумела спуститься на дно самого крупного из трех кратеров, который расположен в 40 километрах от Бованенковского газового месторождения.

Среди первопроходцев оказался и Александр Кизяков, кандидат географических наук, сотрудник кафедры криолитологии и гляциологии МГУ.

СКОРО ЗДЕСЬ БУДЕТ ОЗЕРО

- Александр Иванович, в чем была задача вашей группы?

- В отличие от предыдущих экспедиций нам удалось спуститься вниз. Раньше это невозможно было сделать, поскольку в теплое время года там постоянно стекала вода и происходило обрушения стенок воронки. А теперь все замерзло. Мы собрали большое количество образцов льда и газов, теперь их надо будет тщательно изучить в лаборатории. Кроме того, геофизики использовали георадар, чтобы выяснить в каком направлении в недра уходит разрез, насколько он значителен по глубине и площади. Надо будет обработать эти данные, наложить друг на друга и тогда можно выдвигать какие-то гипотезы.

- Говорят, что глубина кратера достигает более двухсот метров?

- Это какая-то ошибка. Согласно летним обмерам расстояние от края воронки до поверхности воды составляло 35 метров. Сейчас, если мерить от кромки льда на дне, то высота стены примерно 26 метров. По этим промежуточным цифрам можно судить насколько быстро воронка заполняется водой (примерно 9 метров за 3 месяца - авт.). Если вода будет прибывать такими темпами, то уже к осени следующего года гигантский кратер превратится в небольшое глубоководное озеро.

- Как спускались вниз? Говорят, кратер настолько огромный, что туда можно спокойно приземлиться на вертолете.

- Нет, мы спускались по веревкам, использовали альпинистское снаряжение. Спускаться-то не проблема - несколько минут и ты внизу. А вот подниматься несколько сложнее. Причем за день приходилось это делать неоднократно.

- Что увидели внизу?

- Мы оказались на ледовой площадке диаметром около 30 метров. Там нанесло довольно много снега. Вокруг тишина, только ветер вверху воет. Хотя как рассказывают, летом тут было довольно шумно из-за потоков воды, стекающей по стенам воронки. Впрочем, наслаждаться тишиной и покоем не вышло. У нас было очень мало времени, только сутки, поэтому приходилось работать очень интенсивно. Закончили мы около 2 часа ночи (для того чтобы работать в условиях полярной ночи ученые привезли с собой прожектор и электростанцию - Авт.)

ВОРОНКИ - ДАЛЬНИЕ РОДСТВЕННИКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА?

- У вас сложилось мнение о том, почему образовалась эта дыра?

- Пока единственное, что могу сказать, мы имеем дело с природным явлением. Деятельность газодобытчиков, скорее всего, можно исключить. Связи мы никакой не обнаружили. Теперь надо дожидаться результатов анализов.

- До вас Бованенковский кратер изучала экспедиция института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ). Его директор Игорь Ельцов предположил, что Ямальские кратеры это дальние родственники Бермудского треугольника. В обоих случаях работает один и тот же эффект: на глубине тает метановый лед, выделяются колоссальные объемы газа и возникает «эффект шампанского». В Ямале он выбил грунтовую пробку, а в Бермудах из-за «закипания» воды тонут корабли...

- Про Бермуды не берусь судить, но образование кратеров на Ямале явно связано с какими-то газоносными структурами. Более определенного ответа пока не существует. Мы провели на дне кратера около суток. Экспедиция ИНГГ вниз не спускалась, но работала у кратера неделю. Ни у них, ни у нас не сложилось однозначной стройной версии, которая могла бы ответить на все вопросы. Потому что с каждой экспедицией обнаруживаются все новые и новые факты, которые заставляют заново связывать концы с концами.

- Что нового обнаружила, например, ваша группа?

- Например, раньше было непонятно строение стенок воронки. Когда смотрели с «борта» невозможно было определить то ли это грунт, то ли лед, то ли лед напополам с грунтом. Никто ведь раньше ледорубом в эту поверхность не врубался! Теперь, когда мы прошли всю вертикаль снизу доверху стало понятно, что стенки кратера состоят из сплошного льда с небольшими прослойками минеральных вкраплений. А значит совершенно точно мы имеем дело с пластовым комплексом подземных льдов.

- Когда будут готовы анализы образцов?

- Мы сейчас решаем в какие лаборатории их отдать. Может быть, даже это будут зарубежные научные центры в Германии и Голландии. Не уверен, что результаты получим быстро. Но надо набраться терпения. Как видите, к разгадке этого феномена привлечены около десятка институтов и научных центров Крайнего Севера, Сибири и Москвы. Идет нечто мозгового штурма и мы эту загадку века обязательно решим.

http://www.kp.ru/daily/26304/3186144/

 

Геологическая экспедиция впервые достигла дна необычного кратера, обнаруженного в тундре на полуострове Ямал, передает ИА «Север-Пресс». Ранее проникнуть в глубину воронки ученым мешала вода и мягкий грунт

На дно ямальской воронки впервые спустились ученые

 

«Летом, во время двух предыдущих экспедиций, нам не удалось собрать необходимые пробы внутри кратера, потому что там постоянно происходили обрушения. Сейчас все замерзло, и мы смогли совершить полноценный спуск. Это шестнадцать метров вертикальной стены», — объяснил на пресс-конференции в Салехарде директор Российского центра освоения Арктики Владимир Пушкарев.

 Полученные образцы льда, воды и газов будут исследоваться в лабораториях, возможно — при участии зарубежных ученых. «Это только начало подробного изучения. Базис мы заложили, дальше обработаем собранный материал», — рассказал сотрудник кафедры криолитологии и гляциологии МГУ имени М. В. Ломоносова Александр Кизяков.

 Со времени прошлой экспедиции к воронке ее вид заметно изменился. Постепенно кратер заполняется водой и снегом. Это дает ученым основания полагать, что уже в будущем году на месте загадочного провала появится обычное озеро.

 В экспедиции, побывавшей на дне ямальской воронки, приняли участие научные сотрудники института криосферы Земли Сибирского отделения РАН, МГУ имени М. В. Ломоносова, института проблем нефти и газа РАН, Газпром ВНИИГАЗ, специалист московской компании «Таймер» и спасатель отряда «Ямалспас» из Ноябрьска.

 Воронка неизвестного происхождения была обнаружена на Ямале вблизи Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения. По мнению специалистов, она возникла в результате природных процессов, подробности которых еще предстоит уточнить. Летом 2014 года в социальных сетях была опубликована видеосъемка кратера с вертолета, привлекшая внимание значительного количества пользователей.

http://news.rambler.ru/27784881/

 

 

Новосибирские ученые выдвинули версию, почему в море дьявола могли пропадать корабли

 07 ноября 2014г.

…На мониторе компьютера мелькают фотографии с летней экспедиции новосибирских ученых на Ямал. Вот она, та самая гигантская дыра в земле, фотографию которой все лето размещали пользователи соцсетей с удивленными комментариями: «Это кто же твердь прогрыз? Да еще и так искусно!» Для новосибирских ученых подобные эмоциональные разговоры - пустой звук, ничто. Большим воронкам, появившимся не по воле человека, они находят объяснение. Кстати, вполне научное.

ЗЕМЛЯ «ВЗОРВАЛАСЬ» ИЗНУТРИ

Достоверно известно: дыру в земле в районе Бованенковского месторождения обнаружили военные, которые пролетали там на вертолете. Дальше - больше: фотографии в соцсетях, те самые удивленные комментарии. А позже рекой полились различные версии. Тут и пришельцы на землю нашу грешную спустились и что-то старательно искали в тундре, и неудачное испытание баллистической ракеты... В общем, кто во что горазд.

- Миру явились сплошные небылицы, которые, как вы понимаете, ничего общего с наукой не имеют, - начинает свой рассказ Игорь Ельцов, доктор технических наук, заместитель директора Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН (геологическими исследованиями доктор наук занимается больше 30 лет. - Прим. авт.). Поскольку кратер находится недалеко от промысла, то известная газовая компания, которая занимается его разработкой, обратилась к нам, чтобы мы объяснили, как и почему в земле появился провал.

В ответ на просьбу геологи снарядили экспедицию, взяли с собой необходимое оборудование. Недалеко от знаменитой воронки они разбили полевой лагерь и взялись исследовать новое чудо природы.

Ученые разбили лагерь прямо у кратера.
Фото: предоставлено Игорем Ельцовым

- Когда делали облет на вертолете, то глазам не поверили. Воронка, я бы даже сказал, дыра в тундре оказалась достаточно внушительной. Диаметр - около 40 метров, глубина навскидку более 50 метров, - описывает увиденное Игорь Николаевич. - Позже, подойдя к кратеру вплотную, обратили внимание, что он начал заполняться водой.

Геологи взяли пробы грунта недалеко от места, где начинается обрыв, и стали исследовать его свойства в лаборатории. Вскоре после этого они уже точно могли объяснить причину появления дыры.

- В земле находились залежи газогидратов - это заледеневший метан, который перешел обратно в газовое состояние и из-за резкого колебания температуры расширился, поэтому произошел сильнейший хлопок. Собственно, если говорить проще, метан, вернувшись в состояние газа, увеличился в объеме более чем в 150 раз, а потом последовал взрыв, который и привел к образованию воронки, - объясняет Игорь Ельцов.

В том, что взрыв был спровоцирован именно газогидратами, ученые не сомневаются. Ведь если бы это был обычный взрыв газа, то они обнаружили бы следы пожара. Ничего этого на месте не было…

- А такое явление, о котором вы говорите, в природе возможно? - переспрашиваю, как школьница своего учителя...

- Возможно! И причин тут две. Во-первых, Ямальский кратер расположен на пересечении тектонических разломов. Несмотря на то, что регион сам по себе сейсмически спокойный, данный участок находится на стыке блоков, которые пересекают полуостров, - комментирует Игорь Ельцов. - По этим трещинам вещество поднимается из земли, а тепло идет в землю снаружи.

Второй, не менее важный фактор, по словам ученого: несколько лет подряд температура в теплые месяцы была существенно выше климатической нормы - более 10 градусов.

- Не исключено, что подобные кратеры образовывались на Ямале и ранее, поскольку эта территория является идеальным природным хранилищем для газогидратов. Все-таки кругом тундра, холод - идеальные условия, чтобы метан мог долгое время находиться в форме льда, - считает ученый. - Просто эти кратеры сразу не увидели, они заполнились водой и теперь считаются озерами…

Игорь Ельцов уверен, что газогидраты, найденные на Ямале, - будущее энергетики.
Фото: предоставлено Игорем Ельцовым

МОРЕ ГАЗА ПРЕВРАТИЛОСЬ В «ШАМПАНСКОЕ»…

А теперь с Ямала перенесемся в совсем другую точку земного шара.

Известный район в Атлантическом океане с легкой руки корреспондентов Associated Press с 1950 года иначе, как морем дьявола, моряки и не называют. А вот автором словосочетания «Бермудский треугольник» (этому термину, между прочим, в нынешнем году исполняется полвека), считают Винсента Гаддиса. Он опубликовал в 1964 году в одном из журналов, посвященных спиритизму, статью «Смертоносный Бермудский треугольник». С чего вдруг небольшой участок океана, расположенный между береговыми линиями Флориды, Бермудских островов и Пуэрто-Рико, так невзлюбили морские волки и боятся простые обыватели? Кроме того, что именно там часто зарождаются циклоны и шторма и полно отмелей, только за прошедший век там таинственно исчезли примерно 100 кораблей и самолетов… В один момент с ними оборвалась связь…

Теперь представьте, что дно океана - еще один природный источник залежей газогидратов. Они начинают активно разлагаться, метановый лед превращается в газ…

- Причем это происходит лавинообразно, как ядерная реакция, и начинают выделяться очень большие объемы метана. Соответственно, океан превращается в подобие шампанского с пузырьками, плотность воды уменьшается, и корабли просто идут ко дну, - рассуждает Ельцов.

- Хорошо, с этим понятно. Но что тогда происходит с самолетами? Почему они пропадают?

- Метан в огромном количестве выделяется и в атмосферу, из-за чего образуется огромная зона с сильнейшей турбулентностью. Приборы могут выйти из строя, из-за чего самолеты теряют управление, - предполагает Игорь Николаевич.

- То есть корабли и самолеты просто оказались не в то время не в том месте и попали под этот выброс?

- Абсолютно верно!

Дно воронки оказалось скрытым под водой.
Фото: предоставлено Игорем Ельцовым

БЕРМУДСКИЙ ТРЕУГОЛЬНИК - ЛАКОМЫЙ КУСОЧЕК ДЛЯ ГАЗОВИКОВ?

Зашел у нас разговор и о еще одном аспекте, уже не научном, а, скорее, финансовом.

- Вот смотрите, по сути газогидраты - это метан в твердом состоянии. А ведь именно этот газ широко используется сейчас в энергетике. Так нельзя ли газогидраты с того же Бермудского треугольника использовать в промышленности?

- Вот тут вы абсолютно правы, - согласился Игорь Николаевич. - Газогидраты - это будущее энергетики. Ведь природных запасов нефти и газа хватит на 100 - 200 лет, и тогда придется искать другой источник. Проблема в другом: в России пока не разработаны технологии добычи газогидратов.

Однако, как заверяет ученый, такие технологии уже используют в Японии, так что скоро научатся добывать газогидраты и в России. Но это пока - будущее, хотя и не такое далекое…

ТТХ

Ямальская воронка

  • Диаметр - 40 м
  • Глубина - 50 м
  • http://www.kp.ru/daily/26304/3182758/

 

 

«Точка, после которой сплошная мерзлота Сибири начинает таять»

Полтора градуса потепления могут растопить вечную мерзлоту в Сибири и поставить под угрозу безопасность инфраструктуры, показали исследования пещер

22.02.2013, 10:29 | Александра Борисова

Полтора градуса потепления могут растопить вечную мерзлоту в Сибири и поставить под угрозу безопасность инфраструктуры, зданий и газовых месторождений, показали исследования сталактитов и сталагмитов в сибирских пещерах. Об исследовании палеоклимата и участии в нем российских ученых «Газете.Ru» рассказал первый автор работы, постдок Оксфордского университета Антон Вакс.

— В чем заключалась основная цель вашей работы?
— Целью нашей работы, статья по итогам которой опубликована в последнем номере журнала Science, было восстановить историю сибирской многолетней вечной мерзлоты с помощью известковых отложений в пещерах — сталактитов и сталагмитов. Мы выяснили, как изменялась южная граница сплошной многолетней мерзлоты во времени и в пространстве (то есть когда эта граница находилась севернее или южнее, чем сегодня) в зависимости от средней глобальной температуры,.

— Как изменение климата сказывается на росте сталактитов и сталагмитов?
— Известковые отложения формируются только тогда, когда вода от дождей и тающего снега проникает в пещеры через трещины в потолке. Она просачивается через породу, отчасти растворяет ее и затем откладывает в виде сталактитов и сталагмитов. Понятно, что этот процесс протекает только тогда, когда температура почвы выше ноля:

если через вечную мерзлоту вода не фильтруется, в этом случае она не проникает в пещеру — процесс роста сталактитов и сталагмитов не происходит.

Кроме того, мы изучили более южные пещеры – в Монголии, в пустыне Гоби. Там вечной мерзлоты нет, но рост сталактитов и сталагмитов также не происходит постоянно, так как климат пустыни очень сухой и в почве также нет воды.

Таким образом,

сталактиты и сталагмиты не растут в пустынных либо в слишком холодных районах. В Сибири периоды их роста отмечают теплые периоды, когда вечная мерзлота оттаивала, а в пустыне – влажные периоды, когда пустыня переставала существовать.

— Где проводились исследования?
— Мы изучили Ледяную Ленскую пещеру в Якутии (60-я параллель), Ботовскую пещеру в Иркутской области (55 градусов северной широты) и Охотничью пещеру на озере Байкал (52 градуса северной широты).

Две последние пещеры сейчас находятся в островной, прерывистой мерзлоте, поэтому сейчас там есть места, где внутрь проникает вода и растут сталактиты и сталагмиты. Ледяная Ленская пещера находится в постоянной вечной мерзлоте, сейчас там сталактиты и сталагмиты не растут, в пещере есть лед.

— Как определялся возраст отложений?
Мы датировали сталагмиты и сталактиты с помощью урано-ториевого метода. Этот метод очень хорошо работает на возрастах до полутора миллионов лет. Когда сталактит растет из чистой воды — это чистый карбонат кальция, кальцит или арагонит. Кристалл растет, и в его состав входит уран, но не торий. Торий появляется позже, только от радиоактивного распада урана. Он накапливается до тех пор, пока скорость его распада не становится равной скорости его накопления. Это происходит примерно через полмиллиона лет. До этого момента разница в скорости образования и распада тория и дает возраст отложения. Так можно определять даты до 550 тыс. лет назад, и нам это прекрасно подходило в контексте данного исследования. Если мы начнем работу с более древними отложениями, нам придется пользоваться другими методами.

Но в наших диапазонах дат ошибка для чистого кальцита очень мала – от нескольких десятых процента до пяти процентов (ошибка больше для старых отложений, на границе чувствительности метода).

Мы разрезали сталактиты и сталагмиты вдоль оси их роста. На среде визуально наблюдаются слои роста и перерывы в росте. Перерыв в росте – это период вечной мерзлоты, а слой роста кальцита – период, когда мерзлоты не было. Мы датировали низ и верх каждого слоя, чтоб узнать, сколько продолжался период роста.

— Для разных пещер периоды оказались разными?
— Да. В Ледяной Ленской пещере единственный эпизод оттаивания, очень короткий, пришелся на около 400 тыс. лет назад. В более поздние периоды сталактиты не росли, была сплошная мерзлота. Южнее, ближе к озеру Байкал, оттаивание происходило в каждый межледниковый период – не только 400 тыс. лет назад, но и 330, 200, 120 тыс. лет назад. И сейчас, последние 10 тыс. лет, в голоцен, последний межледниковый период, таяние тоже происходит.

Мы стали смотреть на другие исследования, чтобы понять, что же такое произошло 400 тыс. лет назад, что мерзлота отступила так далеко на север. Чтобы понять, какой тогда был климат, мы воспользовались записью глобальных температур, полученной из исследований палеоклимата в тропической части Тихого океана.

В этой области изменения температур поверхности моря считаются самыми точными индикаторами изменения средней температуры Земли.

— Как узнать, какова была средняя температура воды в океане полмиллиона лет назад?
— Их изучают по донным отложениям останков фораминифер – мельчайшего одноклеточного планктона. Они имеют внешний кальцитовый скелет (раковину), в котором соотношение магния и кальция меняется пропорционально температуре воды на поверхности океана. То есть в дне океана бурят скважину, вытаскивают керн и послойно изучают. Так можно получить температуру с ошибкой всего в полградуса.

— Какой же была температуре 400 тыс. лет назад?
— Очень высокой. Тогда она на полтора градуса превышала температуру современного преиндустриального периода – XIX века. То есть даже при таком небольшом превышении сплошная вечная мерзлота начинает таять. Рост сталагмитов прекращается только тогда, когда мерзлота сплошная. А сегодня Ледяная Ленская пещера расположена, конечно, на сплошной мерзлоте, но не далеко на севере, а на самой ее границе. Это говорит нам о том, что рост в полтора градуса – это пограничная точка, после которой сплошная мерзлота Сибири начинает таять.

И именно тот же период был единственным влажным периодом в Монголии за последние полмиллиона лет, согласно сталактитами в пещере в пустыне Гоби. В этот теплый период климат там стал влажнее.

Таким образом, среднее увеличение температуры Земли очень сильно влияет на климат во внутренних частях Азии – и на таяние мерзлоты, и на осадки в засушливых частях. Даже небольшой прогрев опасен — это надо принять во внимание и с точки зрения жизнедеятельности людей на Крайнем севере. Сегодня на мерзлоте построены дома, дороги, инфраструктура газовых месторождений. Полтора градуса могут стать отправной точкой для проблем в безопасности этих объектов.

— Расскажите об участии российских ученых и их вкладе в работу.
— Мои коллеги из Института земной коры — это аспирант Оксана Гутарева и кандидат наук Александр Кононов. Оксана Гутарева добыла грант от российского Фонда фундаментальных исследований, который помог финансировать экспедиции в Сибири. Оксана и Александр участвовали в экспедициях, вели мониторинг температур в пещерах, собрали часть образцов, пробы осадков и воды в пещерах, исследовали минералогию образцов с помощью рентгеновского дифрактометра. Кроме того, они были ответственными за оформление разрешений и виз для британских и швейцарских коллег.

http://www.gazeta.ru/science/2013/02/22_a_4977813.shtml

 

Меню

Яндекс.Метрика