В своё время много шума наделал взрыв газогидратов, или «ямальская воронка». Тогда и началось активное изучение проблемы выхлопа газа из многолетних мёрзлых пород в Арктике.
Процесс выделения газа метана из мерзлоты, подстилающей дно арктических морей, идёт достаточно давно. Изучать его начали не вчера, и уже накоплен большой исследовательский материал. Но проблема становится всё более актуальной из-за глобального потепления в целом и Арктики в частности. Это, во-первых. А во-вторых, в Арктику всё более «смещается пояс деловой активности», и здесь активизируют поисково-разведочное бурение на углеводороды вдоль всей трассы Северного морского пути от Новой Земли до пролива Беринга. Одновременно идут исследования некогда вечной мерзлоты в зоне морей Ледовитого океана. Тем более что группа исследователей Арктики зафиксировала высокие скорости деградации подводной мерзлоты. Так, член-корреспондент РАН, профессор Томского политехнического университета (ТПУ) Игорь Семилетов отмечает, что предыдущие 20-летние исследования показали: подводная мерзлота в морях Восточной Арктики стала теплее наземной на 8–10 градусов, и во многих местах уже произошла её значительная или полная деградация. Это и способствует выходу метана в виде пузырьковых струй.
Тайны подводной мерзлоты
Группа учёных во главе с Василием Богоявленским, который ведёт ряд исследований на территории автономного округа, отмечает в журнале «Арктика: экология и экономика», что «при анализе космической съёмки, выполненной в зимний период, нами выявлено около 7 тысяч бугров пучения на территории полуострова Ямал, которые представляют интерес для дальнейших исследований с целью анализа их потенциальной газовзрывоопасности. Кроме того, по данным аэрокосмических наблюдений, выявлено около трёхсот озёр, на дне которых наблюдаются сотни и даже тысячи кратеров выброса газа. Всё это свидетельствует о широкомасштабных процессах дегазации недр в Арктике».
Далее в статье говорится и о проблемах подводной мерзлоты. Поэтому этой осенью в моря Восточной Арктики на судне «Академик М. Келдыш» вышла научная экспедиция. С его борта ведущие российские исследователи выполняют комплекс биогеохимических, геофизических и геологических исследований. В первую очередь это изучение состояния подводной мерзлоты, экологического состояния вдоль трассы Северного морского пути, потоков парниковых газов и других компонентов цикла углерода в арктической системе «суша – шельф – атмосфера».
Экспедиция организована ведущими институтами РАН: Тихоокеанским океанологическим институтом им. В. Ильичева ДВО РАН (ТОИ), Институтом океанологии им. П. Ширшова РАН (ИОРАН), Томским политехническим университетом. Также ключевыми партнёрами являются учёные из ряда других ведущих институтов страны, в экспедиции принимают участие и зарубежные профессора, представляющие научный консорциум, созданный в 2015 году. Он объединяет учёных из двенадцати университетов пяти стран: Швеции, Нидерландов, Великобритании, США, Италии. Такой уровень специалистов говорит о важности арктической проблемы в море и на суше.
На сайте ТПУ опубликована информация начальника экспедиции профессора Игоря Семилетова о целях, задачах и о первых результатах экспедиции. Он отмечает, что до настоящего времени игнорировался тот факт, что в морях Восточной Арктики находится примерно 80 процентов подводной мерзлоты всего Мирового океана. И она, как было установлено в предшествующих двадцатилетних исследованиях, уже потеряла свою «сплошность» в результате долговременного отепляющего эффекта, вследствие термического уравновешивания с относительно тёплой придонной водой, а также в результате воздействия геотермического потока в рифтовых зонах.
Подводная мерзлота морей Восточной Арктики стала теплее наземной мерзлоты на 8–10 градусов – то есть приняла температуру, близкую к температуре фазового перехода. Это значит, что гигантские резервуары природного газа (в основном метана) в свободной или гидратной форме вовлечены в современный биогеохимический цикл, интенсивность выбросов которого изменяется в зависимости от состояния подводной мерзлоты. Установлено, что максимальные скорости разгрузки глубинного метана наблюдаются в районах мегасипов, районах с горизонтальным простиранием более тысячи метров и высокой плотностью пузырьковых струй метана. Более того, исследования показали, что в последние тридцать лет скорость вертикальной деградации подводной мерзлоты удвоилась, по сравнению с предыдущими столетиями.
Этот результат заставляет принципиально пересмотреть постулат межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) о том, что подводная мерзлота морей Восточной Арктики стабильна и к концу XXI века может протаять максимум лишь на несколько метров (кстати, исследования учёных Ямала, Тюмени, Москвы показывают, что мерзлота очень нестабильна и капризна. Этот факт отмечали на конгрессах учёных в Салехарде, на которых был принят ряд мер по контролю за её состоянием. Уже замечены и задокументированы случаи проседания зданий и сооружений на вечной мерзлоте. Серьёзные исследования по изучению её состояния и несущей способности ведут специалисты академических и прикладных институтов Роснефти, Газпрома, Лукойла и других компаний. – Прим. авт.).
Первые итоги
Как отмечает профессор Игорь Семилетов, полученные в этой экспедиции сведения позволяют уверенно сказать: большинство исследованных сипов – мест извержения газов, значительно увеличилось в своих размерах, по сравнению с последними наблюдениями 2014 и 2016 годов. Чтобы выяснить, насколько глубоки корни (каналы разгрузки), в экспедиции проводятся сейсмологические исследования путём размещения донных сейсмологических станций. Уже установлены пять донных станций сроком на один год, что впервые в комплексе со станциями, установленными ранее в дельте реки Лены, позволит охватить весь шельф моря Лаптевых.
Игорь Семилетов коснулся и очень важной темы для бюджета регионов Арктики, прилегающих к берегам Северного Ледовитого океана, – каким образом фундаментальная наука может решить и прикладные задачи, возникающие при разведке и освоении ресурсов арктического шельфа России. По мнению профессора, «в настоящее время в Российской Федерации отсутствует целевая программа по изучению распространения и состояния подводной мерзлоты, несмотря на то, что известны многочисленные случаи аварий, возникающих при недоучёте научно обоснованных результатов исследования распространения и стабильности подводной мерзлоты и связанных с ней арктических газовых гидратов. А последствия геоэкологических катастроф в материальном отношении могут нанести ущерб, значение которого трудно переоценить. Образование «ямальских воронок» является иллюстрацией того, что может произойти в любой момент на обширных акваториях, включая лицензионные участки Роснефти и Газпрома».
Энергия газовых гидратов
Между тем ресурсы содержания метана в газовых гидратах поражают воображение исследователей не только своей опасностью. Учёные разрабатывают способы получения чистейшего метана в интересах промышленности из газогидратов. Исследователи считают газовые гидраты перспективным источником энергии, который может быть востребован. Оценки содержания метана, сжигание которого даёт энергию, в газогидратах в мире разнятся: от 2,8 квадриллиона тонн, по данным Минэнерго РФ, до 5 квадриллионов тонн, по данным Мирового энергетического агентства.
Даже минимальные оценки отражают огромные запасы. Для сравнения: общемировой объём запасов нефти корпорация BP (British Petroleum) в 2015 году оценила в 240 млрд тонн. А «по оценкам некоторых организаций, прежде всего Газпрома ВНИИГАЗа, ресурсы метана в газогид-ратах на территории РФ составляют от 100 до 1 000 трлн кубометров, в Арктической зоне, в том числе морях, – до 600–700 трлн кубометров. Но это очень приблизительно», рассказал ТАСС ведущий научный сотрудник Центра добычи углеводородов Сколковского института науки и технологий Евгений Чувилин.
Работы по созданию способов извлечения метана из гидратов ведут и в Тюменской области, например, в Тюменском филиале Института теоретической и прикладной механики Сибирского отделения РАН, в Индустриальном университете. Учёные разрабатывают и способы извлечения метана, и способы ликвидации подземных и подводных бугров пучения мерзлоты.
