Как тундра реагирует на потепление

В октябре 2013 года пилоты вертолета, летавшего над центральной частью полуострова Ямал, опубликовали в интернете видеосъемку гигантского кратера в земле. За короткое время ролик набрал более семи миллионов просмотров, а мир начал ломать голову над тем, что это: метеоритные кратеры, какие-то черные дыры, вход в ад, а может быть, провал над местом одного из подземных газовых хранилищ. 

Следующим летом обследовать "дыру" отправилась небольшая экспедиция под руководством доктора геолого-минералогических наук, главного научного сотрудника Института криосферы Земли СО РАН Марины Лейбман. Ямал — это край вечной мерзлоты, тундры и озер. Земля здесь буквально насыщена газом, источаемым недрами и почвенными бактериями. Место, где обнаружили провал, расположено в нескольких десятках километров южнее одного из крупнейших в стране газоконденсатных месторождений — Бованенковского.

Прибыв на место, ученые увидели огромное, практически вертикальное отверстие диаметром 25 метров и глубиной более 50 метров. По его краям лежали навалы горных пород, что однозначно указывало на выброс из недр, а не обвал, например в результате подземного протаивания льда.

Навалы горных пород по краям воронки указывают на то, что был выброс из недр

Чтобы обследовать кратер, снарядили несколько экспедиций. Геологи детально все описали, отсняли с дрона, спустились внутрь с альпинистским снаряжением, а геофизики зафиксировали точную конфигурацию воронки и строения окружающих ее грунтов. Ничего подобного никто из ученых раньше не встречал. "Мы стали свидетелями захватывающего природного феномена", — так описывали увиденное исследователи, только что вернувшись из экспедиции, в своей первой статье, опубликованной в журнале "Холодок" в конце 2014 года.

Кратеры в тундре и на дне морском

Весьма отдаленно ямальскую воронку напоминают кратеры на дне океанов, происхождение которых в научной среде обсуждали с 1970-х годов. Российские ученые доказали, что это следы выбросов метана, который скапливался в молодых донных отложениях и, запертый со всех сторон, в какой-то момент взрывался. Хотя подводные объекты гораздо крупнее найденной на полуострове "дыры", ученые по совокупности признаков сделали аналогичный вывод о происхождении: в тундре произошел подземный выброс газа. Этой гипотезы они придерживаются по сей день.

Предположения о выбросах природного газа из-за таяния вечной мерзлоты периодически возникают в науке. Писали о "метановой бомбе", которая угрожает Сибири, если растает шельф Северного Ледовитого океана. "Опасность выбросов метана, с моей точки зрения, которую разделяют многие адекватные исследователи, сильно преувеличена", — пояснила Марина Лейбман. Какие в действительности формы примет это явление, представить себе, конечно, никто не мог.

Слева — бугор на месте будущего выброса газа, справа — воронка. Спутниковые фото из презентации Марины Лейбман

Анализируя космоснимки за несколько лет, ученые проследили историю появления кратера. На изображениях до 9 октября 2013 года его место занимал бугор высотой пять-шесть метров, 1 ноября 2013 года спутник зафиксировал отверстие в земле размером 16 метров. Через год оно расширилось до 25 метров. Постепенно кратер заполнила вода, и сейчас воронку покрывает озеро шириной 85 метров.

На месте воронки в 2016 году уже образовалось озеро

Газовая атака

Ямальская земля на глубину до 130 метров пропитана метаном, который скапливается в вечной мерзлоте и пластах чистого льда. Газ надежно заперт в недрах, промерзших до минус семи градусов Цельсия и не таящих даже летом. Однако за последние десятилетия климат в Арктике изрядно потеплел. С 1993 года среднегодовая температура воздуха подросла на 1,8 градуса, прогрелись и недра, из-за чего начал таять пластовый лед и вечная мерзлота, поверхность все чаще стала просаживаться, рельеф приобрел сильно расчлененный вид. На этом фоне аномально жаркое лето 2012 года поспособствовало, как считают ученые, выбросу газа.

Исследователи предполагают, что это связано с разложением законсервированных в мерзлоте газовых гидратов — кристаллов воды и газа. Окруженный мерзлотой, метан не может никуда просочиться. Поровое давление растет, и в какой-то момент газ вырывается на поверхность. Процесс этот, безусловно, опасен для тех, кто находится рядом. Но места в том регионе малолюдные, и особых рисков, в том числе техногенных, ученые не видят.

Зоны риска

Геологи насчитали шесть воронок газового выброса. Пять из них образовались в 2013 году, одна — в июне 2017-го. Причем ее появление, как писали ямальские СМИ, наблюдал местный житель, пасший оленей, в 30 километрах от поселка Сеяха, на берегу реки.

Скорее всего, выбросы газа в тундре будут происходить и дальше. Насколько часто и где именно — это большой вопрос. При поддержке Российского научного фонда (проект №16-17-10203) группа Марины Лейбман разрабатывает методику, которая позволит составить карту зон повышенного риска на Ямале. Но пока, по словам исследовательницы, "местоположение бугров, "надутых" газом, не поддается унификации".