Восемь гигантских кратеров глубиной 50 метров в сибирской вечной мерзлоте вызывали недоумение у ученых более десяти лет — но новая теория, возможно, наконец объясняет, как они образовались.
Эти кратеры уникальны для северных полуостровов Ямал и Гыдан в России и не встречаются в других районах Арктики. Это предполагает, что ключ к разгадке находится в особенностях этого ландшафта, согласно предварительной научной статье, опубликованной 12 января в базе данных EarthArXiv.
За прошедшие годы ученые выдвигали несколько объяснений происхождения этих дыр, начиная от ударов метеоритов и заканчивая взрывами природного газа. Одна из теорий предполагает, что кратеры образовались на месте исторических озер, где когда-то выделялся природный газ, поднимаясь из недр вечной мерзлоты. Эти озёра, возможно, пересохли, подвергнув поверхность земли под ними замораживающим температурам, которые запечатали выходы, через которые ранее выходил газ. В результате в вечной мерзлоте накопилось давление газа, которое в конечном итоге привело к взрывам, образовавшим гигантские кратеры.
Однако модель с историческими озерами не объясняет того факта, что эти гигантские разрывные кратеры встречаются в разных геологических условиях на полуостровах Ямал и Гыдан, и не все они когда-либо были покрыты озёрами.
В предыдущих исследованиях также выдвигалась связь кратеров с накоплениями природного газа в вечной мерзлоте, но это не может объяснить, почему подобные дыры встречаются только на севере России.
Толщина вечной мерзлоты на полуостровах Ямал и Гыдан сильно варьируется – от десятков метров до 500 метров. Почва, вероятно, промерзла сплошной массой более 40 000 лет назад, заключив в себе древние морские отложения, богатые метаном, который постепенно трансформировался в обширные запасы природного газа. Эти запасы вырабатывают тепло, которое приводит к таянию вечной мерзлоты снизу, оставляя карманы газа у ее основания.
В результате изменения климата вечная мерзлота в России и других регионах также оттаивает на поверхности. Там, где она уже истончилась на полуостровах Ямал и Гыдан, таяние с двух сторон и давление газа в конечном итоге могут заставить оставшуюся вечную мерзлоту обрушиться, вызывая взрыв.
Этот эффект шампанского может объяснить наличие меньших кратеров вокруг восьми гигантских кратеров — огромные глыбы льда, выброшенные взрывами, могли сильно вмять землю, согласно предварительной статье.
Кроме того, таких кратеров может быть больше, чем нам известно, поскольку некоторые из них со временем, вероятно, заполнились водой и осадками.
Выбросы природного газа и метана во время этих взрывов могут запустить петлю обратной связи с изменением климата, если глобальные температуры продолжат расти и ускорят таяние вечной мерзлоты.
По оценкам, в арктической вечной мерзлоте содержится 1900 миллиардов тонн парниковых газов, включая диоксид углерода и метан.