Великі шлейфи метану виявлені на межі континентального схилу Лаптєвих: докази можливого викиду гідрату метану

Конфіденційність та файли cookie

Цей сайт використовує файли cookie. Продовжуючи, ви погоджуєтесь на їх використання. Дізнайтеся більше, зокрема, як керувати файлами cookie.

(Шведський криголам "Оден" - зараз місце проживання 80 вчених та тонн обладнання дослідницької експедиції SWERUS 2014, спрямованої на вимірювання викиду метану з морського дна по всій Арктиці цього літа. Серед вчених, що очолювали експедицію, - Ігор Семілетов, експедиція якого в 2011 році виявила 1 кілометр широкі шлейфи метану, що виходять із дна східно-сибірського арктичного шельфу. Джерело зображення: Commons.)

Дослідники SWERUS-C3 проводили попередні експедиції, задокументовані документально обширне видалення метану з підводної системи в атмосферу над Східно-Сибірським Арктичним шельфом. У цій експедиції в Одені ми зібрали сильну команду, яка більш детально, ніж будь-коли раніше, оцінила викиди метану, щоб суттєво покращити наше колективне розуміння джерел метану та функціонування системи. Це інформація, що є надзвичайно важливою для того, щоб ми могли дати наукові оцінки того, як ці викиди метану можуть розвиватися в майбутньому (курсив додано). - Örjan Gustafsson

За останні кілька років Арктика зазнала вторгнення.

Випливаючи з Гольфстріму, пульс тепліший за звичайну воду поширювався на північ повз Ісландію та в Баренцеве море. Там він занурився під поверхню прісної води та відступаючий морський лід, занурившись на глибину близько 200-500 метрів, де зосереджувався, віддаючи тепло всій товщі води. Повернувши правою рукою вздовж Сибірського континентального шельфу, він перетнув середньоводні пояси Карри. Нарешті, він увійшов до Лаптєвих і там притиснувся до схилів вниз підводного континентального регіону.

У міру нагрівання температури води на цих глибинах дослідники почали замислюватися, чи не спричинить це дестабілізацію запасів метангідрату, заблокованих у глибших водах вздовж кордону шельфу. І зараз нова експедиція, можливо, мала відкриті докази того, що саме така подія триває.

Гідрати метану та шкідливі викиди із східно-сибірського арктичного шельфу

Океанічні гідрати метану утворюються, коли метан на морському дні або під ним замерзає у кристалічну льодову ґратку. Це гібридна водно-метанова суміш, яка залишається стабільною лише при підвищеному тиску під водою та нижчих температурах. Зазвичай океанічні гідрати утворюються на великій глибині (близько 600 метрів або глибше), де поєднання високого тиску та низької температури є переважаючим фактором навколишнього середовища. Але холодніша Арктика - іноді виняток із цього загального правила.

В останні роки глибоке потепління океану внаслідок людських змін клімату прискорилося. Існує побоювання, що це потепління може відкрити величезні запаси метану, що замерзають вздовж глибокого морського дна або в більш уразливих зонах схилів континентального шельфу.

Також, як побоюються, це потепління розпочало процес викиду метану вздовж унікальної особливості підводного човна, яка називається Східно-Сибірський Арктичний шельф (ESAS). Там зростають температури, як передбачається, прискорили відлигу підліткової вічної мерзлоти.

Заморожена вічна мерзлота зберігає біологічно газоподібний метан на глибинах 10-80 метрів. Запаси гідрату метану замикаються на глибинах, що починаються приблизно на 100 метрів. Занурені під пару сотень футів води, ці запаси метану значно менші, і, отже, знаходяться в природно нестійкій зоні.

Зона Східно-Сибірського моря є унікальною завдяки тому, що вона була недавно затоплена в геологічному плані. Замерзла вічна мерзлота відпочивала лише під водами Північного Льодовитого океану з кінця останнього льодовикового періоду, і значна частина її залишилася замерзлою через холодні умови Арктики. Але зараз спричинені людиною зміни клімату вводять все тепліші та тепліші води в середовище Арктики.

(Підвищений рівень атмосферного метану над Східно-Сибірським та Лаптєвим морями протягом жовтня 2013 року. Джерело зображення: Арктичні новини за допомогою метану)

У міру потепління, яке прогресувало протягом першого десятиліття 21 століття, дослідники спостерігали, як видається, зростаючий викид метану з цих запасів мерзлоти. У 2011 році шлейфи з морського дна, що тягнуться на 1 кілометр, спостерігала арктична експедиція, очолювана Ігорем Сімілєтовим та Наталією Шаковою. Виявилося, що 250–500 гігатон вуглецю, зафіксованого в льоду в цьому мілководді, дестабілізується і вивільняється з морського дна як метан.

Виділення гідрату метану під час минулих тепличних подій

Хоча запас вуглецю та метану ESAS, безперечно, є одним із найбільш вразливих до людського потепління, набагато більший запас гідрату метану, за оцінками, замикається у кристалічних льодових решітках вздовж систем континентальних схилів світу та у глибоких океанах світу. . Оскільки Земля охолоджується протягом більшої частини 55 мільйонів років, зараз вважається, що там накопичився величезний запас вуглецю, як метан. Загалом, за оцінками, у цьому величезному сховищі буде захоплено від 3 000 до 10 000 гігатон вуглецю.

(Бульбашки метану поблизу поверхні моря Лаптевих, як спостерігала експедиція SWERUS минулого тижня. Ці бульбашки виходили із, як вважають, дестабілізуючих гідратів метану вздовж Зони зовнішнього континентального схилу Лаптєвих. Джерело зображення: Стокгольмський університет.)

Наука про глобальне потепління, особливо наука, пов’язана з палеокліматом, вказує на те, що потепління систем Землі має тенденцію скидати багато тепла в глибокі океани. Атмосфера між океаном і межею уздовж екватора нагрівається і стає солоною через посилене випаровування. Тепліша, солона вода тоне, виганяючи тепло в глибокий океан. На полюсах розплавлення крижаного щита викидає хвилю прісної води вздовж поверхні океану. Прісна вода діє як ізолятор між атмосферою та водою, замикаючи теплу воду під поверхнею та штовхаючи її до дна. Цей процес, який називається стратифікацією океану, є, серед іншого, океанічною теплообмінною машиною, яка перетворює океанське дно на будинок жахів, спричинений потеплінням.

Ми очікували б, що подібний процес буде запущений через потепління людей.

Зрештою, це поєднання сил призводить до зіткнення теплої води із замерзлими запасами метану і служить механізмом їх дестабілізації. Якщо навіть частина цього глибокого океану метану потрапляє в повітря, це може ще більше прискорити і без того нестримне потепління.

Сьогодні ми можемо бути на початку саме такого типу процесу.

Великі шлейфи метану виявлені вздовж межі схилу Лаптєвих

Минулого тижня було виявлено, що із зовнішнього дна моря Лаптевих біля прикордонної зони, де дно піднімається назустріч Східно-Сибірському Арктичному шельфу, виходили великі шлейфи метану. Дослідники на кораблі для наукового дослідження "Оден" виявили:

підвищений рівень метану, приблизно в десять разів вищий, ніж у фоновій морській воді, [що] було задокументовано ... коли ми піднімалися по крутому континентальному схилу на станціях глибиною 500 і 250 м.

Дослідники експедиції зазначили:

Це було дещо несподівано. Хоча було багато припущень про вразливість регулярних морських гідратів (заморожений метан, що утворюється внаслідок високого р [тиску] і низької Т [температури]) уздовж арктичного краю, дуже мало фактичних спостережень за викидами метану внаслідок руйнування арктичного верхнього схилу моря зроблені гідрати.

(Безлідне море Лаптєвих 28 липня 2014 року. Минулого тижня дослідники виявили кілометровий шлейф метану, що виривається з морського дна континентального шельфу в цих типово замерзлих водах. Джерело зображення: LANCE-MODIS.)

Загалом розмір зони викиду був досить великим, охоплюючи кілька кілометрів морського дна і включаючи понад 100 місць витоку метану:

За допомогою гідролокатора середньої води ми намітили ділянку в кілька кілометрів, де бульбашки заповнювали товщу води з глибини 200 до 500 м. За попередні 48 годин ми виконали станційні роботи у двох районах на мілководді шельфу глибиною 60-70 м, де ми виявили понад 100 нових місць просочування метану.

Через глибину та розташування метану над зоною континентального схилу дослідники припускають, що джерело метану надходить із запасів гідратів у регіоні.

Варто зазначити, що хоча рідко можна спостерігати викиди метану із зони верхнього схилу, сучасна наука виявила дестабілізуючі гідрати в глибоких водах біля Східного узбережжя США вздовж зони схилу континентального шельфу та в інших місцях біля Шпіцбергена. Крім того, супутникове спостереження за Північним Льодовитим океаном нещодавно показало періоди високих і вище нормальних показників метану в Лаптєвих, Карському та Східно-Сибірському морях. Показники підвищеної атмосфери також з’явилися над протокою Нарес поблизу Гренландії. Це всі зони, які зазнали значного глибокого потепління океану за останні кілька десятиліть.

SWERUS 2014 зараз прямує до вод ESAS, де в 2011 році було виявлено стільки великих метанових шлейфів. Там експедиція сподівається використовувати вражаючий набір датчиків та досвід для кращого визначення та розуміння того, що здається масштабним, але ще не катастрофічним метаном випуски, що тривають там.