Новые исследования российских геофизиков: под водами Арктики растаяла большая часть вечной мерзлоты

– Василий Игоревич, что подвигло вашу научную группу провести исследование около 1,3 миллиона квадратных километров арктического шельфа Восточной Сибири?

– Если вы помните, в 2012 году группа исследователей под руководством дальневосточного ученого Игоря Семилетова опубликовала статью о возможной «метановой катастрофе», связанной с «деградацией подводной мерзлоты, вызывающей деградацию газогидратов» (это твердые соединения газа и воды, имеющие вид плотного снега. – Авт.) на Восточно-Сибирском шельфе, включающем моря Лаптевых и Восточно-Сибирское. По их данным, «Восточно-Сибирский шельф является массированным источником метана в атмосферу Арктического региона, вклад которого соизмерим с вкладом всего Мирового океана», что способствует «росту атмосферных концентраций метана до уровней, способных вызвать значительное и даже катастрофическое потепление нашей планеты». Если это так, то роль газогидратов, скованных в подводной криолитозоне (верхняя часть земной коры с отрицательной температурой пород – Авт.) Арктики и высвобождающихся при деградации мерзлоты, действительно можно было бы назвать одной из главных причин усиления парникового эффекта на планете, ведущей к «метановой катастрофе». Все это выглядело достаточно логично, в связи с чем эти «сенсационные» данные заинтересовали широкий круг ученых практически во всем мире, в том числе и нас.

 В результате проведенных нами пятилетних исследований данных сейсморазведки в морях Лаптевых и Восточно-Сибирском мы пришли к новым выводам, на основе которых мы рекомендуем мировому сообществу пересмотреть традиционно сложившиеся представления о широкомасштабном распространении субаквальной мерзлоты и сопутствующих ей газогидратов в Арктике

Отмечу, что традиционные представления были получены рядом отечественных и зарубежных ученых главным образом на основе математического моделирования.

– Расскажите поподробней о вашей работе.

– Начать наши исследования мы решили с обособленного, самого крупного района в центральной части моря Лаптевых, где команда Игоря Семилетова обнаружила во многих местах вырывающиеся со дна в воду интенсивные струи пузырей газа (преимущественно метана), которые на эхограммах имеют вид факелов, в связи с чем за рубежом ранее был закреплен термин «газовые факелы». Меня изначально насторожило то, что эта зона является континентальным продолжением хребта Гаккеля, – подводного хребта в Северном Ледовитом океане с многочисленными разломами земной коры в зоне спрединга (расхождения литосферных плит – Авт.), сопровождаемыми землетрясениями. Через такие активные разломы также возможна интенсивная вертикальная миграция глубинного газа. Не знаю, почему на нее не обратили серьезное внимание наши предшественники...

– То есть, вы пришли к выводу, что газ, вырывающийся из центральной части моря Лаптевых был не мерзлотного, а глубинного происхождения?

– Да, но первоначально это была гипотеза. Потребовалась большая работа с данными сейсморазведки, в ходе которой она получила подтверждения. Мы использовали данные сейсморазведки, полученные за длительный период работы Морской арктической геологоразведочной экспедиции (МАГЭ), с которой у нас многолетнее научно-техническое сотрудничество, а я лично активно сотрудничаю с МАГЭ с 1980 года. И мы получили серьезные подтверждения тому, что вырывающийся из дна газ, скорей всего, не газогидратного, а глубинного происхождения. Первые статьи об этом мы опубликовали в 2018-2021 годах. Дальше встал вопрос о том, что два источника происхождения газа могут накладываться друг на друга. Это и привело нас к исследованию состояния субаквальной многолетней мерзлоты. И вот здесь началось самое интересное!

Справка «МК». Многолетняя (или также «вечная») мерзлота –  это замороженный на десятки-сотни метров (иногда более километра) грунт. Многолетняя мерзлота образовалась в Ледниковый период, завершившийся около 12 тысяч лет назад. Ледник тогда был не только в Антарктиде и Гренландии, он доходил даже до Москвы и Воронежа. Объем воды был законсервирован в виде огромных ледовых массивов.  Известно, что  когда после Ледникового периода начался период потепления климата (они меняются с цикличностью примерно раз в 100 тысяч лет) ледники стали таять, в результате чего уровень воды в океане поднялся за 10 тысяч лет примерно на 120 метров. Соответственно, примерно 2-3 тысячи лет назад вся низменная часть суши в  Восточной Сибири, была уже затоплена морем. Там где сегодня мы  имеем 120 метровую глубину, раньше простиралась береговая линия. 

– Каким образом вы изучали мерзлоту?

- Мы использовали исходные данные сейсморазведки МАГЭ на Арктическом шельфе, а точнее сказать регистрируемые в море сейсмограммы, в начальные частях которых обычно регистрируются преломленные волны от наиболее плотных слоев. Обработка и анализ этих записей позволила нам выделить участки наличия мерзлоты. Дело в том, что мерзлые и талые породы отличаются своими физическими характеристиками, в частности, по скорости распространения в них упругих колебаний. Обобщив все данные анализа в объеме более 34 тысяч километров, мы выделили зоны, где мерзлота есть и где ее уже нет. Соответственно, видим мы и границу между этими зонами.

– И где же пролегает эта граница?

– Надо отметить, что, если рассматривать шельф Восточной Сибири в целом, мы получили результаты кардинально отличающиеся от всех других результатов, представленных ранее российскими и зарубежными учеными. Они практически все обосновывались моделированием, тем, что мерзлота имеет распространение близкое к первоначальному (процентов на 80-95), то есть ее северная граница близка к глубинам морского дна 100-120 метров и лишь у отдельных авторов показано, что в центральной части моря Лаптевых она может доходить лишь до глубины 60-70 метров, то есть, располагаться гораздо ближе к берегу. Мы же увидели, что в Восточно-Сибирском море мерзлоты уже осталось лишь около 20-23 процентов от первоначальной ее площади, которая была 12 тысяч лет назад.

- А в море Лаптевых?

– Там значительная часть мерзлоты (около 83 процентов) сохранилась, но ее нет в тех местах, где наблюдаются интенсивные факелы газа. Там, где нет мерзлоты, нет и сопутствующих криогенных газогидратов, которые деградируют под действием теплового потока Земли раньше чем мерзлота. Получается, что мы доказали, что описанное другими исследователями явление интенсивного выхода газа в центральной части моря Лаптевых не связано с разложением газогидратов.

Уже сейчас наша карта существования мерзлоты на шельфе Арктики и соответствующая карта Международной ассоциации по мерзлоте (IPA) существенно отличаются друг от друга. Верю, что зарубежные ученые согласятся с нашими, более научно обоснованными результатами. В частности, на эту тему я общаюсь с известными зарубежными коллегами из Германии и США.  Особо отмечу, что наши результаты подтверждаются данными бурения многих скважин крупнейшей российской нефтяной компании.

– Можно ли предположить, какова обстановка с мерзлотой в Чукотском и Карском морях?

– Мы уже ведем исследования в данных морях. В течение ближайшего времени (один-два года) мы планируем закончить региональные исследования распространения мерзлоты на всем российском шельфе. А дальше предстоит детализация результатов. По предварительным данным мы ожидаем большие изменения существующих представлений об подводной мерзлоте и газогидратах на всем шельфе России в Северном Ледовитом океане.

– И в заключении хотела бы спросить у вас о значении полученного вами результата о деградации мерзлоты.

— Полученные результаты будут иметь мультипликативный эффект. Они должны учитываться при поиске, разведке и освоении месторождений углеводородов на шельфе с целью повышения достоверности структурных построений и точности прогнозирования нефтегазоносности. При этом будут снижены риски бурения скважин, повышена эффективность и экологическая безопасность добычи нефти и газа. Кроме того, предполагается пересмотр ресурсов газогидратов и потенциальных глобальных климатических угроз в сторону их снижения.