Взрывные последствия закипающей Земли: раскрыта тайна появления гигантских кратеров в Сибири

В 2014 году на полуострове Ямал в Сибири впервые появился странный кратер. Его внезапное появление и окружающий его материал указывали на то, что он был создан каким-то взрывом, но никто не понимал каким. С тех пор ученые и местные жители обнаружили несколько других кратеров, появившихся в ландшафте, пишет IFLScience.

И все же их появление было окутано тайной. Теперь, спустя 10 лет, ученые наконец-то смогли разгадать эту 10-летнюю загадку, объясняющую появление огромных взрывных кратеров Сибири. Исследователи полагают, что коктейль из условий, связанных с геологией региона, а также последствия изменения климата, вызванного деятельностью человека, вероятно, привели к их появлению. Похоже, при определенных условиях изменение климата может иметь взрывные последствия.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Размеры кратеров, появившихся в Сибири, довольно большие: глубина некоторых из них может достигать 50 метров. Команда ученых из Кембриджского университета провела ряд исследований и обнаружила необычно высокий уровень метана вокруг кратеров — это указывает на то, что парниковый газ высвобождается гигантскими дырами. Открытие заставило ученых предположить, что большие объемы газа, запертого в оковах вечной мерзлоты Сибири, высвобождаются, поскольку антропогенное изменение климата приводит к повышению местных температур.

В то же время, ученые признают, что потребуются дополнительные исследования, чтобы выяснить, как именно образовались огромные кратеры. По мнению соавтора исследования, инженера-химика Аны Моргадо, одна лишь гипотеза газа, запертого в вечной мерзлоте, не способна объяснить появление кратеров.

Авторы работы полагают, что существует ряд других условий, созданных необычной геологией региона и последствиями изменения климата — именно они запустили процесс, повлекший выброс метана со взрывными результатами. По словам Моргадо, вероятно, существуют очень особые условия, позволяющие кратеру образоваться.

В результате Моргадо с коллегами предполагают, что поверхностное потепление в Сибири приводит к быстрому изменения давления глубоко под землей, что в конечном итоге провоцирует мощный выброс метана. Ученые исследовали эту гипотезу, оценив, был ли процесс запущен физической или химической реакцией.

Есть лишь два способа получить взрыв: химическая или физическая реакция. В случае с сибирскими кратерами нет никаких доказательств химически реакций, значит причина физическая. Но что это? Ученые предложили аналогию, связанную с насосом и шиной велосипеда: если накачать шину слишком сильно, она в конечном итоге лопнет.

Ученым оставалось выяснить, что именно выполняло роль "насоса". Ответом оказался осмос — процесс, посредством которого жидкость движется, чтобы уравнять концентрацию растворенных в ней веществ.

На полуострове Ямал есть толстая глинистая вечная мерзлота, которая обычно выполняет функцию осмотического барьера, но изменение климата изменило это.

Слой вечной мерзлоты, толщина которого составляет от 180 до 300 метров (от 591 до 984 футов), находится под слоем верхнего слоя почвы, известного как "активный слой". В то время как слой вечной мерзлоты остается постоянно замороженным, верхний слой почвы оттаивает и снова замерзает в зависимости от сезона. Увы, в пределах вечной мерзлоты в некоторых районах острова есть особые "незамерзающие слои" высокосоленой воды.

Эти слои остаются в жидком состоянии из-за давления и ее солености. Под этими криопэгами находится слой кристаллизованных твердых веществ метан-вода, известных как гидраты метана, которые должны оставаться стабильными из-за низких температур и высокого давления.

В результате изменения климата, средние приземные температуры выросли, а потому активный слой тает и расширяется вниз, пока не достигнет слоя криопэга из-за осмотического давления. Поскольку в этом слое недостаточно места для удержания дополнительной талой воды, давление начинает расти. Это и приводит к появлению трещин, поднимающихся к поверхности — в результате чего на глубине резко падает давление.

Ученые считают, что именно резкое изменение давления повреждает гидрат метана под криопэгами, что приводит к высвобождению метанового газа, как следствие на поверхности появляются огромные кратеры.