Арктика. Гипотеза «метановой катастрофы»
Татьяна Зимина
Арктика — регион, в котором идут значительные климатические изменения, влекущие за собой множество новых процессов, оказывающих влияние на всю планету.
Исследования будут проводить на дрейфующей станции, которая разместится не на льдине, как это бывало раньше, а на вмороженном в лёд ледоколе «Капитан Драницын». Такое решение принято из-за опасности использования льда в качестве платформы в условиях потепления климата, а оно наиболее сильно ощущается в арктической зоне. Программа исследований включает 40 научных проектов по восьми направлениям.
Как рассказал в своём докладе на состоявшемся в марте 2020 года заседании Президиума РАН заместитель директора по науке Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН (ИО РАН) академик Леонид Исаевич Лобковский, в планах экспедиции найти новые доказательства континентальной природы хребтов Ломоносова и Менделеева, то есть речь идёт о возможности расширения границ континентального шельфа. Для этого надо изучить геологическую эволюцию этих структур и проверить предложенную российскими геофизиками модель эволюции за последние 100 млн лет.
Другое направление исследований, которые планируется провести во время семимесячного дрейфа, — изучение зон землетрясения в море Лаптевых, точек эмиссии метана и многочисленных кратеров на дне океана — мест прошлых выбросов метана, сосредоточенных в зоне крупных геологических разломов.
Академик Л. И. Лобковский отметил, что в арктической зоне находятся самые большие запасы природного газа — это крупнейшие газовые месторождения, скопления газогидратов, где метан содержится в связанном виде, а также свободный газ, запертый в ледовых массивах. В ходе экспедиции предстоит выяснить механизм высвобождения метана и выбросов его в атмосферу. Эти знания необходимы не только для будущих газовых разработок, но и для прояснения природы сильного потепления в Арктике, которое связывают с мощными выбросами метана. Такая гипотеза возникла в связи с обнаруженной корреляцией между увеличением сейсмической активности на Земле в период с 1950-го по 1965 год, сопровождавшимся в том числе катастрофическими событиями, и потеплением климата в арктическом регионе. Правда, повышение температуры в Арктике, как отметил академик, началось на 20 лет позже. Подобное временнóе смещение учёные объясняют тем, что землетрясения происходили примерно в двух-трёх тысячах километров от арктического шельфа — по линии от Алеутских до Японских островов. Сейсмическая волна, двигавшаяся в литосфере со скоростью примерно 100 км в год, достигла арктического шельфа через 20 лет и привела к образованию разломов и трещин. Эти процессы, как считают геофизики, могли стать триггером разрушения газогидратов, в результате которого произошли мощные выбросы в атмосферу метана — одного из главных парниковых газов, — повлекшие за собой потепление в Арктике.
В свою очередь потепление климата вызвало деградацию подводной мерзлоты, содержащей в себе запертый в гидраты метан. Газогидраты устойчивы при высоких давлениях и низких температурах. В случае повышения температуры они начинают разлагаться, что может сопровождаться фонтанами выброса пузырьков газа из толщи воды с неизбежным резким увеличением его содержания в атмосфере в зоне эмиссии. Подобный сип (факел метана) в водах Восточной Арктики в 2019 году наблюдали участники экспедиции на борту судна «Академик Келдыш», в ходе которой специалисты изучали деградацию вечной мерзлоты под руководством заведующего лабораторией арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения РАН члена-корреспондента РАН Игоря Петровича Семилетова. Об этом он рассказал в докладе о предстоящих экспедиционных исследованиях состояния подводной мерзлоты. По словам И. П. Семилетова, в настоящее время содержание метана над Арктикой гораздо выше, чем в средних широтах. «Метановый факел даёт один-два миллиона тонн СН4 в год», — подчеркнул он. Более того, по мнению Семилетова, эмиссия газа от деградирующей подводной мерзлоты — основной источник метана и «углерода» в Арктике, и рассматривать Северный Ледовитый океан как сток углекислого газа неверно.
Он отметил, что площадь распространения зон метановых мегавыбросов значительно увеличилась по сравнению с 2011—2014 годами. Это может указывать на увеличение скорости деградации подводной мерзлоты, которая сегодня оценивается в 14 см в год. Предстоящая экспедиция может помочь оценить динамику этих процессов.
Не все отечественные учёные поддерживают гипотезу «метановой катастрофы». Заместитель директора ИО РАН академик Михаил Владимирович Флинт посетовал, что данные, представленные по объёму выбросов метана И. П. Семилетовым, не совпадают с данными других экспедиций в море Лаптевых, во время которых не были обнаружены подобные возмущения в обозначенных ранее очагах выхода метана, а поиск сипов не увенчался успехом. Самые большие значения содержания метана, по его словам, были отмечены точечно неподалёку от Архангельска, и оказались они лишь на 13% выше средних (2,06 ppm против 1,8—1,9 ppm). Согласно спутниковым данным, средняя скорость накопления метана над Западной Арктикой составляет 0,005—0,007 ppm/год, а над Восточной Арктикой — в пять раз меньше. Также океанолог высказал сомнение, что повышение температуры воздуха может сопровождаться соответствующим потеплением на дне океана, а значит, газогидраты не могут разлагаться. Кроме того, косвенным доказательством, что массированного выхода метана нет, служит отсутствие «метановой» фауны в местах, где, по данным Семилетова, должны быть сипы.
Сомнения в возможности разложения газогидратов на рассматриваемых глубинах (около 260 м) высказал и президент Сибирского отделения РАН академик Валентин Николаевич Пармон. Он отметил, что газогидраты имеют чётко определённую зону стабильности, в которой необходимы слишком большие температурные воздействия для их разрушения.
По результатам заседания Президиума РАН президент РАН академик Александр Михайлович Сергеев предложил скорректировать программу экспедиции «Северный полюс—2020», а именно уточнить роль арктического региона в выбросах метана в атмосферу. По его мнению, изучению климата нужно уделить особое внимание, так как Арктика — «кухня погоды».
Статьи по теме
Читайте в любое время
