Ведущий научный сотрудник Центра науки и технологий добычи углеводородов Сколтеха Евгений Чувилин рассказал, сколько лет самой древней мерзлоте России, скольки метров она может достигать и что скрывается под её толщей.
Арктическая зона России занимает почти 30% территории страны. Несмотря на то что географически Арктика ограничивается Северным полярным кругом, у субъектов Федерации другие границы. Поэтому общая площадь арктических территорий России составляет 4,8 млн км², на которых проживает около 3 млн человек. Из них около 10% — коренные народы.
Особая ценность Арктики и ее загадка связаны с широким распространением многолетних мёрзлых пород. Мощность этих толщ достигает 500-800 метров на континенте. Эта мерзлота есть и на шельфе.
Мерзлота — это верхний слой земной коры, который характеризуется отрицательной температурой горных пород и наличием льда. Очень важно, что это не просто отрицательные температуры, а именно присутствие льда.
Мы можем считать мерзлыми те породы, которые находятся в таком состоянии 2 года и более, но, как правило, такие породы существуют тысячелетиями. Мерзлота бывает современная, сформированная несколько тысяч лет назад, и древняя, возраст которой насчитывает десятки и даже сотни тысяч лет.
Самая древняя мерзлота на территории России сформировалась около 1,5 миллионов лет назад на севере Якутии.
Долгое время учёные не верили, что под водой может существовать мерзлота, но сейчас мы знаем, что мощность мерзлоты на арктическом шельфе может достигать сотни метров. Это реликтовая мерзлота, образованная на суше в периоды регрессии моря. Когда уровень воды снова начал подниматься, она оказалась под водой. А из-за того что вода в арктических морях низкой температуры (среднегодовая температура воды бывает даже отрицательной, до -1-1,5 градусов), мерзлота деградирует очень медленно.
В экспедициях на арктическом шельфе учёные Сколтеха выявили, что скорость деградации подводной мерзлоты составляет порядка 10-30 сантиметров в год. Поэтому на полное оттаивание подводной мерзлоты может уйти не одно тысячелетие.
Мерзлота очень неоднородная: в ее слоях аккумулируется большое количество газа в виде «карманов». В толщах мерзлоты может также встречаться удивительное вещество – газовые гидраты. Это льдоподобные кристаллические соединения воды с различными газами, прежде всего с метаном. Они возникают при повышенном давлении и пониженной температуре.
Газовые гидраты как химическое соединение были открыты 200 лет назад и исследовались как искусственные образования. В 30-х годах прошлого века техногенные газовые гидраты были обнаружены в трубах газопровода на Аляске, где они возникали при транспортировке «влажного» газа в виде «ледяных пробок». В природе же газовые гидраты были найдены около 50 лет назад благодаря изучению мерзлоты.
Природные газовые гидраты (особенно подводные) — один из главных источников метана, одного из основных газов, вызывающего парниковый эффект.
Метан в 25 раз активнее, чем углекислый газ.
С помощью геофизических и акустических исследований в море Лаптевых видны огромные области выделения метана, которые могут достигать одного километра в диаметре. Этот газ просто уходит в атмосферу, влияя на изменение климата, а его добыча сейчас слишком сложна и не рентабельна — его проще купить. Но цены растут, и, возможно, в ближайшие годы такой способ добычи станет актуальным в разных странах.
В будущем будет много исследований и работ по добыче газов из гидратов. Считается, что по количеству они превышают все другие углеводороды вместе взятые. Для России это пока не очень актуально, у нас достаточно много традиционных углеводородов. Но, например, Япония, которая импортирует 95% углеводородных ресурсов, активно исследует гидраты вокруг своих островов и разрабатывает технологии их добычи.
Читайте также:
Приведёт ли захоронение парниковых газов под землёй к землетрясениям