Выбросы метана в море Лаптевых связали с вечной мерзлотой на его дне

Российские и зарубежные океанологи выяснили, что рост концентрации метана в водах моря Лаптевых и в прочих восточных регионах Северного Ледовитого океана связан с дестабилизацией вечной мерзлоты на их дне и высвобождением древних запасов газа. Выводы ученых были опубликованы в статье в журнале PNAS.

"Мы провели изотопные замеры, которые однозначно указали на то, что концентрация метана в водах моря Лаптевых растет преимущественно в результате высвобождения древних запасов этого газа, скрытых под слоем вечной мерзлоты на дне океана. Это говорит о возможном начале распада этой прослойки грунта и существовании большого резервуара газа, который может быть резко выброшен в атмосферу", - пишут исследователи.

На дне Северного Ледовитого океана (в приповерхностных слоях грунта) залегают гигантские запасы так называемых метановых гидратов (клатратов). Так ученые называют спрессованные и замороженные соединения воды и метана, которые остаются стабильными при низких температурах, высоких давлениях или их комбинации. Большие количества клатратов появились на дне всех морей Арктики после начала эпохи оледенения, когда значительная часть Северного полушария была покрыта толстой коркой изо льда.

Этот ледовый покров исчез относительно недавно, около 15-20 тысяч лет назад. Сейчас ученые опасаются, что исчезновение этой ледовой "крышки" и дальнейший рост температур приведут к постепенной дестабилизации гидратов или даже взрыву их отложений на дне и попаданию гигантских количеств метана в атмосферу. Подобные события, как выяснили российские и зарубежные океанологи четыре года назад, уже происходили недавно на дне Баренцева моря.

Схожие явления в восточных регионах Арктики уже три десятилетия наблюдает команда ученых, возглавляемая Орьяном Густафссоном, профессором Стокгольмского университета (Швеция), и Игорем Семилетовым, экспертом НИУ ВШЭ и профессором Университета Аляски в Фэрбенксе (США). В октябре 2019 года научный коллектив обнаружил рекордный по силе выброс метана в Восточно-Сибирском море, изучая его акваторию в рамках экспедиции на борту научного судна "Академик Келдыш".

Поиски источника выбросов метана

Открытие подобных выбросов, как отмечают Густафссон, Семилетов и их коллеги, заставило ученых дискутировать о том, откуда берутся эти выбросы и все ли они связаны с дестабилизацией залежей древней вечной мерзлоты и клатратов. В частности, некоторые исследователи предполагают, что значительную долю метана могут производить бактерии, разлагающие органику или питающиеся минералами на дне моря.

Российские и зарубежные ученые выявили источник метана в водах моря Лаптевых, обратив внимание на одну характерную особенность древних залежей этого газа. В отличие от результатов жизнедеятельности бактерий они почти не содержат в себе углерода-14, нестабильного изотопа этого элемента, возникающего в атмосфере в результате взаимодействий атомов азота и космических лучей.

Руководствуясь этой идеей, ученые совершили экспедицию в окрестности одной из самых больших зон "утечек" метана в воды моря Лаптевых, которую они открыли еще в 2014 году. Посетив несколько десятков точек на территории этой зоны, ученые взяли пробы, извлекли из них метан и измерили долю углерода-14 в молекулах.

Эти замеры показали, что во всех случаях концентрация углерода-14 в молекулах метана была близкой к нулю в окрестностях предположительных источников газа на дне моря Лаптевых и плавно росла по мере удаления от них. Подобные сдвиги в долях изотопов углерода, как отмечают Густафссон, Семилетов и их коллеги, нельзя объяснить в том случае, если метан породили любые формы бактерий.

Источником этих выбросов, как показали замеры долей еще одного изотопа, углерода-13, предположительно являются древние запасы клатратов или других углеводородов, скрытые под вечной мерзлотой на большой глубине и подогреваемые некими подземными источниками тепла. Дальнейшие наблюдения и подводные раскопки помогут ученым понять, что именно порождает выбросы метана и какие последствия от их высвобождения можно ожидать.