Вибухові наслідки Землі, що закипає: розкрито таємницю появи гігантських кратерів у Сибіру

У 2014 році на півострові Ямал у Сибіру вперше з'явився дивний кратер. Його раптова поява і навколишній матеріал вказували на те, що він був створений якимось вибухом, але ніхто не розумів яким. Відтоді вчені та місцеві жителі виявили кілька інших кратерів, що з'явилися в ландшафті, пише IFLScience.

І все ж їхня поява була оповита таємницею. Тепер, через 10 років, вчені нарешті змогли розгадати цю 10-річну загадку, що пояснює появу величезних вибухових кратерів Сибіру. Дослідники вважають, що коктейль з умов, пов'язаних із геологією регіону, а також наслідки зміни клімату, спричиненої діяльністю людини, ймовірно, призвели до їхньої появи. Схоже, за певних умов зміна клімату може мати вибухові наслідки.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Розміри кратерів, що з'явилися в Сибіру, доволі великі: глибина деяких із них може сягати 50 метрів. Команда вчених із Кембридзького університету провела низку досліджень і виявила незвично високий рівень метану навколо кратерів — це вказує на те, що парниковий газ вивільняється гігантськими дірами. Відкриття змусило вчених припустити, що великі обсяги газу, замкненого в кайданах вічної мерзлоти Сибіру, вивільняються, оскільки антропогенна зміна клімату призводить до підвищення місцевих температур.

Водночас учені визнають, що будуть потрібні додаткові дослідження, щоб з'ясувати, як саме утворилися величезні кратери. На думку співавтора дослідження, інженера-хіміка Ани Моргадо, одна лише гіпотеза газу, замкненого у вічній мерзлоті, не здатна пояснити появу кратерів.

Автори роботи вважають, що існує низка інших умов, створених незвичайною геологією регіону і наслідками зміни клімату, — саме вони запустили процес, що спричинив викид метану з вибуховими результатами. За словами Моргадо, ймовірно, існують дуже особливі умови, що дозволяють кратеру утворитися.

У результаті Моргадо з колегами припускають, що поверхневе потепління в Сибіру призводить до швидкої зміни тиску глибоко під землею, що в кінцевому підсумку провокує потужний викид метану. Вчені дослідили цю гіпотезу, оцінивши, чи був процес запущений фізичною або хімічною реакцією.

Є лише два способи отримати вибух: хімічна або фізична реакція. У випадку з сибірськими кратерами немає жодних доказів хімічних реакцій, отже причина фізична. Але що це? Вчені запропонували аналогію, пов'язану з помпою і шиною велосипеда: якщо накачати шину занадто сильно, вона зрештою лопне.

Вченим залишалося з'ясувати, що саме виконувало роль "помпи". Відповіддю виявився осмос — процес, за допомогою якого рідина рухається, щоб зрівняти концентрацію розчинених у ній речовин.

На півострові Ямал є товста глиниста вічна мерзлота, яка зазвичай виконує функцію осмотичного бар'єра, але зміна клімату змінила це.

Шар вічної мерзлоти, товщина якого становить від 180 до 300 метрів (від 591 до 984 футів), знаходиться під шаром верхнього шару ґрунту, відомого як "активний шар". У той час як шар вічної мерзлоти залишається постійно замороженим, верхній шар ґрунту відтає і знову замерзає залежно від сезону. На жаль, у межах вічної мерзлоти в деяких районах острова є особливі "шари, що не замерзають" високосолоної води.

Ці шари залишаються в рідкому стані через тиск та її солоність. Під цими кріопегами знаходиться шар кристалізованих твердих речовин метан-вода, відомих як гідрати метану, які повинні залишатися стабільними через низькі температури та високий тиск.

Унаслідок зміни клімату, середні приземні температури зросли, а тому активний шар тане та розширюється донизу, доки не сягне шару кріопегу через осмотичний тиск. Оскільки в цьому шарі недостатньо місця для утримання додаткової талої води, тиск починає зростати. Це і призводить до появи тріщин, що підіймаються до поверхні — внаслідок чого на глибині різко падає тиск.

Вчені вважають, що саме різка зміна тиску пошкоджує гідрат метану під кріопегами, що призводить до вивільнення метанового газу, як наслідок на поверхні з'являються величезні кратери.

Раніше Фокус писав про те, що "Врата пекла" в Росії відчиняються швидше: те, що за ними скоро вирветься назовні.