Что хотят узнать ученые, исследуя сибирские «ворота в ад»

Неподалеку от бассейна реки Яна, среди обширной зоны вечной мерзлоты находится впечатляющий провал в земной коре, по своей форме напоминающий головастика. Это кратер Батагайка. 

 Он также известен как «мегавпадина» и является самым крупным образованием подобного рода: его длина равна 1 км, а глубина — 86 м. И кратер продолжает стремительно увеличиваться.

 У местных жителей он пользуется дурной репутацией — они называют его не иначе как «ворота в ад» и предпочитают не бывать здесь. А вот для ученых это место представляет огромный интерес.

 Исследуя слои почвы, которые обнажились при образовании впадины, можно понять, как наш мир выглядел в далеком прошлом, и каким был тогда климат.

 В то же время дальнейшее стремительное расширение кратера — это наглядное свидетельство того влияния, которое климатические изменения оказывают на вечную мерзлоту.

 Существует два вида вечной мерзлоты. Первый образован из погребенного под землей ледникового льда, оставшегося после последнего ледникового периода.

 Второй тип — лед, сформировавшийся непосредственно в слоях почвы, и именно в такой вечной мерзлоте располагается кратер Батагайка. Зачастую этот лед находится под слоем осадочной породы, а его возраст составляет не менее двух лет.

 Кратер Батагайка открывает нам срез подземной вечной мерзлоты, определенная часть которой сформировалась много тысяч лет назад.

 Первое из цепочки событий, приведших к образованию кратера, произошло в 1960-х годах. Из-за быстрой вырубки лесов кроны деревьев перестали укрывать землю в течение теплых летних месяцев, и солнечные лучи начали ее постепенно нагревать.

 За последние 200 тысяч лет климат Земли менялся несколько раз

 Все это усугублялось отсутствием влаги, которая прежде охлаждала воздух и почву, испаряясь с листьев ныне исчезнувших деревьев.

 «Сочетание этих двух факторов — отсутствия тени и испарения — привело к нагреву земной поверхности», — говорит Джулиан Мартон из Университета Сассекса (Великобритания).

 В результате этого стал нагреваться и слой почвы, находившийся непосредственно над вечной мерзлотой, что привело к ее таянию. С самого начала этого процесса темпы таяния постепенно росли.

 Именно поэтому ученые внимательно следят за тем, что происходит с кратером.

 В одном из исследований, опубликованном в журнале Quaternary Research в феврале 2017 года, говорится, что благодаря анализу открывшихся слоев можно будет получить информацию об изменении климата на протяжении 200 тысяч лет.

 За последние 200 тысяч лет климат Земли менялся несколько раз, относительно теплые межледниковые периоды сменялись холодными ледниковыми.

 Осадочные слои в Батагайке «представляют собой непрерывную геологическую летопись, причем довольно необычную», говорит Мартон. «Читая» эту летопись, ученые смогут узнать, как менялись и местный климат, и окружающая среда.

 О климатической истории огромной части Северной Сибири до сих пор мало что известно

 «Мы пока еще работаем над хронологией», — отмечает Мартон. Следующим его шагом станет сбор и анализ осадочных пород.

 В идеале для этого их следует просверлить насквозь, чтобы получить «непрерывную серию осадочных пород», которая позволит определить более точные даты.

 Затем данные, полученные в ходе анализа вечной мерзлоты, можно будет сравнить с другими температурными данными, в том числе характеристиками ледяных кернов, взятых из ледяных щитов.

 «Мы хотим выяснить, насколько сильно менялся климат [в Сибири] в течение последнего ледникового периода, и как часто периоды потепления сменялись периодами похолодания по сравнению с Североатлантическим регионом», — рассказывает Мартон.

 Это важно, так как о климатической истории огромной части Северной Сибири до сих пор мало что известно. Поняв, как изменялась окружающая среда в прошлом, ученые смогут спрогнозировать схожие изменения в будущем.

Например, 125 тысяч лет назад Земля переживала межледниковый период, во время которого температура была на несколько градусов выше, чем сейчас.

«Если мы сможем понять, какой была экосистема в то время, мы получим хотя бы приблизительное представление о том, как окружающая среда может измениться с глобальным потеплением», — говорит Мартон.

Если вечная мерзлота реагирует на нагревание так же, как и по завершении последнего из известных нам ледниковых периодов, мы можем ожидать появления новых впадин, больших котлованов и озер.

Теперь мы знаем, что изменения в вечной мерзлоте происходят очень быстро

Кроме того, не исключено и появление новых участков земли, сейчас находящихся подо льдом на глубине 10-20 м.

«Вечная мерзлота, очень богатая льдом, начинает таять сверху вниз, лед исчезает, и формируется совершенно новый ландшафт», — говорит Мартон.

Всё это, возможно, уже не за горами. Теперь мы знаем, что изменения в вечной мерзлоте происходят очень быстро.

Фрэнк Гюнтер из Института Альфреда Вегенера в Потсдаме (Германия) и его коллеги наблюдают за этим местом уже 10 лет, используя спутниковые снимки для того, чтобы определить темпы изменений.

За все время их исследований стена в верхней части кратера в среднем росла на 10 м в год. В более теплые годы наблюдались еще более быстрые изменения, до 30 м в год. Гюнтер рассказал об этом на заседании Американского геофизического союза в декабре 2016 года.

Постоянный рост означает, что кратер с каждым годом становится глубже

У него есть основания полагать, что в ближайшие летние месяцы боковая стенка растущего кратера достигнет соседней равнины, подверженной эрозии. Это, скорее всего, станет еще одним фактором его дальнейшего увеличения.

«Если говорить в общем, то за многие годы мы не наблюдали резкого увеличения или спада этих темпов, кратер растет стабильно, — говорит Гюнтер. — А постоянный рост означает, что кратер становится глубже с каждым годом».

Это может иметь и другие тревожные последствия.

Многочисленные залежи льда, сформировавшиеся во время последнего ледникового периода, сегодня выходят на поверхность. Этот лед, содержащийся в почве, содержит большое количество органических веществ, в том числе углерода, хранившегося в нем несколько тысяч лет.

«Общее количество углерода в вечной мерзлоте по всему миру сравнимо с содержанием углерода в атмосфере», — говорит Гюнтер.

Чем больше вечной мерзлоты тает, тем больше из нее высвобождается углерода, который потребляют бактерии, в качестве побочных продуктов производя метан и двуокись углерода.

Нет никаких признаков того, что эрозия этого кратера в ближайшее время замедлится

Эти парниковые газы попадают в атмосферу, повышая темпы потепления.

«Мы называем это положительной обратной связью, — говорит Гюнтер. — Потепление ускоряет потепление, и подобные процессы могут протекать и в других местах».

«Это угрожает не только инфраструктуре. Никто не может это остановить. Не существует технического решения, способного прервать формирование этих кратеров», — поясняет он.

Нет никаких признаков того, что эрозия этого кратера в ближайшее время замедлится, так как из года в год он только растет.

Поэтому будущее сибирской вечной мерзлоты — под большим вопросом.