Вечная мерзлота занимает обширные пространства суши и даже шельфовых прибрежных территорий. Это не только слои льда, но и померзший грунт, иногда на глубину до 800 м.
Существует несколько гипотез образования вечной мерзлоты. Большинство связывают ее появление с холодным климатом, лед не успевает растаять, а грунт прогреться после холодной зимы. Есть ископаемая вечная мерзлота, оставшаяся после ледникового периода. Почему он случился – тоже нет однозначного ответа.
Но как объяснить глубину залегания вечной мерзлоты в сотни метров и почему она находится под водой в арктической зоне – никто толком не знает.
В этой статье по ссылке выше описан механизм ее образования в процессе эндотермической реакции растворения солей в воде, которая происходила с поглощением тепла.
Оказывается, вода может замерзнуть при обычных условиях, при температуре +20 гр в еще одном случае – если в ней начнет растворяться метан.
Как видно, связано это с изменением плотности воды. При этом метан будет запечатан в структуре льда с образованием гидратов метана: 4CH4·23H2O.
Известно, что вечная мерзлота в арктической зоне содержит большие запасы метангидратов, они разрушаются при таянии вечной мерзлоты и метан, который скапливается в приповерхностных слоях - взрывается. Не так давно образованная ямальская воронка – тому подтверждение.
Таких воронок или кратеров найдено несколько. Они образовывались и раньше, но быстро превращались в озера и достаточно больших размеров.
Вечная мерзлота – это не сплошные гидраты. Это все же лед с содержанием метангидратов. Образование вечной мерзлоты можно описать так. В какой-то период дегазация из недр метана увеличилась вместе с выходом подземной воды. Газовые потоки из недр выдавили подземные моря на поверхность и часть газов растворились в воде.
При выходе на поверхность, давление в воде, насыщенной метаном, еще больше снизилось и ее массы замерзали, а выходящие вновь – затапливали нижние слои. Насыщение газами воды происходило и в грунте на глубинах в сотни метров.
Не нашел информации, что происходит с температурой воды. Она понижается до 0 гр. и ниже или лед имеет в этом процессе кристаллизации ту же температуру, что и изначальная вода? Растворение большинства твердых веществ в воде – процесс эндотермический, идет с поглощением тепла. Возможно, тоже самое и с газами.
Откуда вообще, метан? Он образуется в недрах при дегазации водорода с еще больших глубин при разложении гидридов металлов.
Но почему этот процесс происходил только на севере? Происходить он мог не только там, но в силу климата, вечная мерзлота на севере оттаивала медленнее, сохранилась до наших дней. Тогда как в более теплых регионах растаяла быстро.
Батагайский провал в Якутии – одно из мест с очагом таяния вечной мерзлоты. Грунт проваливается после таяния льда на десятки метров вниз. Интересно, ученые замеряли уровень выделения здесь метана?
Метан – парниковый газ. Есть мнение, что катастрофический распад гидрата метана стал причиной Поздне-палеоценового термального максимума. Масштабное выделение метана со дна океана может быть причиной исчезновения кораблей в «Бермудском треугольнике». Дегазация воды приводит к снижению ее плотности. Крайне неизученная тема в науке.
Конечно, это пока только сырая версия или часть механизма образования вечной мерзлоты в прошлом. Нужно произвести расчеты и эксперименты. Узнать в лаборатории, возможно ли образование льда и метагидратов при растворении метана в воде. И если да, то при каких условиях (давлении и температуре).