Летом 2014 года вертолёт пролетал над тундрой полуострова Ямал. Пилоты заметили внизу что-то странное — большую круглую дыру в земле. Они сделали несколько кадров, выложили в соцсети, и с этих фото началась одна из самых обсуждаемых научных загадок российского Севера.
Воронка оказалась внушительной: диаметр около двадцати метров, глубина больше пятидесяти. Стенки гладкие, форма правильная — будто кто-то аккуратно вырезал в мерзлоте гигантский цилиндр. Вокруг — выброшенные куски породы и льда. Ближайшее газовое месторождение, Бованенковское, — в тридцати километрах. То есть никаких труб, никакой техники рядом.
Версии посыпались сразу: метеорит, секретные испытания, миграция глубинного газа из-за потепления, аномалия. Некоторые писали даже про древние корабли пришельцев, которые когда-то якобы стартовали из-под мерзлоты — и оставили после себя этот след. Учёные смотрели на всё это с любопытством, но к работе подошли спокойно.
Первое, что выяснилось — место, где появилась воронка, и раньше было заметным. На спутниковых снимках 2013 года на этой точке виден бугор. На снимках 2014 года — уже впадина. То есть бугор не просто исчез, он буквально лопнул.
Такие бугры в зоне вечной мерзлоты называют «буграми пучения». Они образуются, когда подземный лёд растёт неравномерно: в одних местах быстрее, в других медленнее. Земля над ним вспучивается, поднимается. Обычное явление для тундры, ничего необычного. Только вот этот бугор лопнул с такой силой, что на месте него оказалась огромная цилиндрическая полость.
Сотрудники МГУ, прибывшие к воронке в июне 2015 года, начали с того, что взяли пробы — газа, льда, породы. Цель была простая: понять, откуда взялся газ, который, видимо, и устроил взрыв. Если он поднялся из глубоких пластов Бованенковского месторождения — это одна история. Если образовался ближе к поверхности, бактериальным путём — совсем другая.
Микроорганизмы и метан
Химический и изотопный анализ показал: газ был метан. И образовался он не в недрах, а в так называемой таликовой воде — талой воде, которая существует в линзах внутри мёрзлой породы. Производили его микроорганизмы. Никаких следов глубинных пластов исследователи не нашли.
Картина получилась примерно такая. В толще мерзлоты под этим конкретным бугром веками копился метан — медленно, по чуть-чуть, благодаря деятельности бактерий. Газ оказался зажат между льдом и непроницаемыми породами. Когда из-за потепления верхний слой мерзлоты начал понемногу таять, баланс нарушился. В какой-то момент давление превысило прочность, и крышка просто слетела.
Сами учёные называют этот процесс «криовулканизмом» — по аналогии с обычным вулканом, только вместо магмы выбрасывается лёд, порода и газ. Технически — это взрывной выброс смеси из льда, воды, мерзлоты и газа. Весь верхний «купол» бугра вылетает вверх, оставляя глубокий цилиндрический колодец.
Не первый и не последний
После 2014 года на Ямале и соседнем Гыданском полуострове нашли ещё несколько похожих воронок. В июне 2017 года новый кратер появился у села Сеяха — глубиной с девятиэтажный дом. В 2020 году обнаружили ещё один. Постепенно стало понятно: это не разовое событие, а целая серия.
Более того, многие круглые озёра Ямала, как считают теперь некоторые исследователи, — это бывшие кратеры газовых выбросов. Они появились тысячи лет назад, заполнились водой, и сейчас выглядят как обычные термокарстовые озёра. Если так, то таких событий за всю историю полуострова было сотни и тысячи.
По подсчётам Игоря Богоявленского из Института проблем нефти и газа, на Ямале и Гыдане сейчас более семи тысяч бугров пучения, которые потенциально могут стать новыми кратерами. Это не значит, что все они обязательно взорвутся. Но шанс есть у каждого.
Глубинный газ или поверхностный
В последние годы появилась и другая версия. Группа норвежских исследователей под руководством Хельге Хеллеванга предположила, что не весь газ в этих воронках бактериальный. Часть, по их данным, поднимается из глубоких пластов через разломы в коре. То есть метан движется снизу, скапливается под мерзлотой как под крышкой — и в какой-то момент прорывается.
Российские учёные с этим не спорят, но и не торопятся принимать как окончательный ответ. Возможно, в разных воронках работают разные механизмы. Где-то источник — поверхностные таликовые линзы и микроорганизмы. Где-то — глубинные пласты и газогидраты. Где-то — смесь. Богоявленский в своих интервью так и говорит: природа газа в каждом конкретном случае требует отдельного анализа.
При чём тут потепление
Климат всё-таки играет роль. Не главную, но важную. Когда верхний слой мерзлоты теплеет, в нём появляются полости. В полостях скапливается газ. Газ постепенно расширяется, давит на крышку. Чем теплее, тем активнее процесс.
Ямал — самая богатая газовая провинция мира. Здесь есть всё, что нужно для таких выбросов: подземный лёд, газогидраты, талые воды, метаногенерирующие бактерии и месторождения газа на разных глубинах. И есть инфраструктура — трубы, дороги, посёлки. Если воронка рванёт рядом с газопроводом, последствия могут быть серьёзными. Поэтому сейчас учёные пытаются определить, какие бугры наиболее опасны: ближе к инфраструктуре, на возвышенностях, на склонах.
Тундра не так скучна, как кажется с самолёта. Под этим ровным слоем мхов и лишайников — сложная система из льда, воды, газа и микробов, которая иногда даёт о себе знать самым эффектным образом. Воронки на Ямале — не катастрофа и не аномалия. Это нормальная работа Земли в зоне, которая медленно меняется. И, вероятно, мы увидим ещё много таких «дыр в тундре» в ближайшие годы.