Cотрудники Центра добычи углеводородов Сколтеха приняли участие в международной экспедиции по изучению территории арктического шельфа России на научно-исследовательском судне «Академик Мстислав Келдыш». Целью экспедиции было изучение изменчивости параметров арктической системы «литосфера-гидросфера-атмосфера» в арктических морях России, важных для понимания геоэкологической и климатической обстановки в Российской Арктике и трендов по их изменению. В ходе 40-го дневного рейса (с 26 сентября – 04 ноября 2020г) были обследованы акватории Карского, Лаптевых и Восточно-Сибирского морей. В состав экспедиции входили 57 специалистов из ведущих российских научных учреждений (Институт Океанологии им. Ширшова, Тихоокеанский океанологический институт, ГЕОХИ РАН, МГУ, Сколтех, Томский политехнический университет, МФТИ и др.), а также 12 специалистов из Университета Стокгольма (Швеция). Руководил экспедицией чл.-корр. РАН, д.г.н. Игорь Петрович Семилетов.

В этом году от Сколтеха в рейсе приняли участие три специалиста (научные сотрудники Центра по добыче углеводородов Борис Буханов и Анна Юрченко, а также аспирантка Центра Надежда Хаустова). Их целью было изучение газонасыщенности, температурного состояния и основных физических свойств (включая тепловые характеристики) донных отложений в арктических морях, а также определение происхождения углеводородных газов в донных осадках. В настоящее время это направление исследований крайне актуально, так как российский сектор арктического шельфа является перспективным и активно осваиваемым регионом, что связано с открытием и разведкой новых месторождений углеводородов в Арктике. Однако до сих пор освоение газовых и нефтяных месторождений на шельфе арктических морей осложняется множеством факторов, такими как огромная территория, сложная ледовая обстановка, суровый климат, крайне слабая изученность мерзлотно-геологического строения, практически полное отсутствие инфраструктуры, сложная логистика. Еще один фактор – многолетнемерзлые породы. К сожалению, в настоящее время об их наличии на арктическом шельфе, глубине залегания и мощности можно говорить лишь на основе косвенных данных, полученных в ходе локальных геофизических исследований, а также по результатам математического моделирования, которые являются весьма условными и сильно зависят от многих входных параметров.

Еще один источник геологического риска при освоении арктического шельфа – природные газогидратные скопления. Эти геологические образования в подводной криолитозоне могут формироваться и длительное время существовать как в глубинных подмерзлотных горизонтах, так и в толще многолетнемерзлых пород. Особую опасность представляют реликтовые газогидратные скопления в мерзлоте, которые являются крайне чувствительными к различным внешним воздействиям (природным и техногенным) и могут приводить к высвобождению метана.

 

В ходе экспедиции группе из Сколтеха удалось получить результаты, расширяющие представления об особенностях и свойствах донных отложений криолитозоны арктического шельфа. «Исследования подтвердили, что донные осадки шельфовых областей Восточно-Сибирского, Лаптевых и Карского морей имеют отрицательную температуру (около -0,8…-1,4 ^оС), при этом благодаря природной засоленности эти осадки находятся не в мерзлом, а в охлажденном состоянии (то есть не имеют порового льда). Такие значения температуры донных отложений на шельфе арктических морей позволяют предполагать наличие многолетнемерзлых пород c заглубленной кровлей. Осадки континентального склона (на примере, моря Лаптевых), где глубина воды составляет от 200 до 360 м, характеризуются температурой около 0^оС, что подтверждает отсутствие современных многолетнемерзлых пород на континентальном склоне», – рассказывает участник экспедиции Борис Буханов.

В ходе оценки тепловых характеристик верхнего слоя донных отложений исследуемых районов было выявлено, что значения их теплопроводности и объемной теплоемкости варьируют в небольшом интервале. Полученные результаты теплофизических исследований донных отложений в совокупности со значениями температуры являются крайне важными для моделирования эволюции мощности многолетнемерзлых пород на арктическом шельфе с целью оценки современных глубин залегания подводной мерзлоты и возможности существования газогидратных образований.

Дальнейшую работу с образцами, собранными в ходе экспедиции, будут проводить в лаборатории Центра добычи углеводородов Сколтеха. Там планируется комплекс газохимических исследований, направленных на определение генезиса выделяющегося газа, что позволит оценить накопление в донных отложениях глубинного газа. Для исследуемых районов Арктики пройдут комплексные геохимические исследования, с целью изучить поведение химических элементов, а также органического вещества. Кроме того, на отобранных кернах впервые экспериментально оценят условия образования и существования газовых гидратов в донных отложениях арктических морей.

 

«В целом от рейса впечатлений очень много, – рассказывает Борис Буханов, – но наибольшие связаны именно с выходами метана из донных отложений, которые мы зафиксировали в Восточно-Сибирском море. Эти потоки газа были настолько мощные, что они «прорезали» слой вышележащей воды и на поверхности отмечались бирюзовые пятна диаметром в несколько метров. Такой цвет воде придавало большое количество мелких пузырьков метана, которые стремительно поднимались с глубины на поверхность. Даже создавалось впечатление, что вода в этих местах как будто кипит, так как пузырьки газа лопались в момент выхода из воды и тем самым создавали эффект “бурления”».

«Арктическая экспедиция АМК-82 оставила очень яркое впечатление. Амбициозные задачи, интернациональный коллектив, специалисты из разных областей, с которыми всегда можно обсудить научные вопросы, – все это сделало рейс продуктивным и очень интересным. Помимо радости от отбора уникальных образцов осадков, минеральных включений, поровых газов, воды, которые можно изучать еще несколько лет разным специалистам, осталось теплое впечатление от знакомства с людьми из разных институтов и стран, воспоминания о насыщенной совместной работе и много научных планов дальнейших совместных исследований. Сложно будет забыть завораживающее северное сияние, полярных сов, которые пожили на корабле и сопровождали нас в Восточно-Сибирском море, зарождающийся лед в районе дельты реки Енисей и море – всегда разное и всегда прекрасное», – рассказывает Анна Юрченко.

 

 

 

 

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81