Коллектив учёных из Центра науки и технологий добычи углеводородов в Сколтехе в сотрудничестве с другими научными организациями продолжает серию исследований донных отложений и подводной мерзлоты в Арктике. В новой статье, опубликованной в журнале Marine and Petroleum Geology, авторы обобщают материал из экспедиций и представляют новые результаты исследования донных отложений в арктических морях (Карское, море Лаптевых, Восточно-Сибирское), уделяя особое внимание их температурным особенностям и причинам формирования. Работы учёных помогают в исследовании Арктики и вносят вклад в изучение проблем глобального потепления.

Климат на Земле продолжает меняться. Этому способствует не только деятельность человека и выбросы углекислого газа, но и попадающий в атмосферу метан. Его основным источником принято считать скотоводство, однако большое количество газа также поступает в атмосферу из болотных экосистем и в результате естественной дегазации Земли. Парниковая активность метана значительно выше, чем углекислого газа. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, созданной для оценки риска изменения климата из-за деятельности человека, через 100 лет доля метана в глобальном потеплении климата может в 28 раз превысить долю углекислого газа. 

Арктический регион активно осваивается многими странами. По мнению авторов статьи, более 80% подводной мерзлоты всего арктического шельфа приходится на моря Российской Арктики, прежде всего моря Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское. Считается, что в подводной мерзлоте сосредоточено большое количество метана, поэтому при её деградации наблюдается эмиссия этого газа в водную толщу и далее атмосферу. Среди источников выделения — залежи газовых гидратов (соединения, образующиеся при определенных температурах и давлениях из воды и низкомолекулярных газов), внутримерзлотные газовые скопления, а также потоки глубинного газа, проникающие по зонам повышенной проницаемости и разломам. При повышении температуры газогидратные образования начинают разлагаться. По приблизительным оценкам, при их разложении в атмосферу может выделиться такое количество метана, которое может существенно превысить его содержание в атмосфере. 

«Мы хотим подчеркнуть важность исследований температуры донных отложений, которая является косвенным признаком подводной мерзлоты и позволяет оперативно оценить возможность наличия подводной мерзлоты на данной территории, а также выявить эффект других факторов: сток крупных рек, подводные течения, разложение газогидратов, а также глубинные тепловые потоки», — рассказывает ведущий научный сотрудник Центра науки и технологий добычи углеводородов Евгений Чувилин.

Учёные обнаружили, что температура донных отложений в арктических морях неравномерна, особенно в Карском море — от +5°C на западе до –1,4°C на востоке. Высокие температуры объясняются тёплыми течениями из Баренцева моря, а также влиянием крупных сибирских рек Обь, Енисей и Лена. Распределение температур донных отложений авторы нанесли на карту: «Мы представили не только таблицу с данными, а схематическую карту, на которую кроме температуры нанесли и потенциальные границы распространения подводной мерзлоты», — продолжает Евгений Чувилин.

Карта распределения температур донных отложений хорошо коррелирует с ранее имеющимися схематическими картами распределения подводной мерзлоты на арктическом шельфе России. Самые низкие температуры донных отложений на арктическом шельфе были отмечены в морях Лаптева и Восточно-сибирском, где по имеющимся косвенным данным существует толща подводной мерзлоты до 500-600 метров. Другим важным результатом группы учёных является получение фактических данных по теплофизическим параметрам донных отложений. Они необходимы для выполнения прогнозных расчётов — в том числе и связанных с оценкой влияния климата на деградацию подводной мерзлоты. 

«Мы представляем все наши фактические данные и полностью открыты для диалога. Если кто-то не согласен с нашей интерпретацией, то они смогут обработать данные самостоятельно. Сейчас такой подход приветствуется», — отмечает первый автор работы, старший научный сотрудник Центра науки и технологий добычи углеводородов в Сколтехе Борис Буханов.

В планах исследователей продолжить работу в восточном секторе Арктики: «Наша цель — попасть в море Лаптевых. Мы хотим попытаться оценить, где есть активная эмиссия метана и как она связана с температурным режимом. Также хотели бы получить больше информации о подводных газогидратах — активных источниках эмиссии метана», — подводит итог Евгений Чувилин.