Siri ya kulipuka kwa crater za Siberia

Siri ya kulipuka kwa crater za Siberia
Siri ya kulipuka kwa crater za Siberia
Anonim

Kwenye Rasi ya mbali ya Yamal, iliyoko zaidi ya Mzingo wa Aktiki, majeraha makubwa yakaanza kuonekana kwenye barafu - kitu kinachotokea chini ya ardhi, kisha kitu huibuka kutoka kwa kina hadi juu, na kusababisha wasiwasi kwa wanasayansi. Wanasayansi wa Urusi na Amerika wanasema juu ya sababu zinazowezekana za jambo hili.

Vidonda hivi ardhini vilionekana ghafla na papo hapo, baada ya hapo alama kuu zilibaki juu ya uso.

Kwenye kingo za crater inayosababisha, mchanga ni mchanganyiko wa kijivu na coarse wa barafu na vipande vya maji baridi. Mizizi ya mimea - ilionekana juu ya uso baada ya kuundwa kwa crater - ina athari za mwako juu yao. Hii inatuwezesha kuhukumu ni nguvu gani zenye nguvu zilizoshiriki katika malezi ya shimo hili lililoko sehemu ya kati ya Arctic ya Siberia.

Inapotazamwa kutoka angani, ardhi mpya iliyo wazi imegoma mara moja dhidi ya mandhari ya kijani kibichi na maziwa meusi kuzunguka. Tabaka za ardhi na miamba ambayo inaweza kuonekana ndani ya shimo hili la silinda ni karibu nyeusi, na wakati wanasayansi walipofika mahali hapa, maji yalikuwa tayari yameanza kujilimbikiza chini.

Miongoni mwao alikuwa Evgeny Chuvilin, mtaalam wa jiolojia katika Taasisi ya Sayansi na Teknolojia ya Skolkovo ya huko Moscow. Aliruka kwa ndege kwenda kwenye kona hii ya mbali ya Rasi ya Yamal kaskazini magharibi mwa Siberia ili kuona jambo hilo. Shimo hili, lenye urefu wa mita 50, linaweza kuwa na vipande muhimu vya fumbo ambavyo vimemshtua kwa miaka sita iliyopita tangu kugunduliwa kwa shimo kama la kwanza mahali pengine kwenye Rasi ya Yamal.

Crater hii (mita 20 kwa upana na mita 52 kirefu) iligunduliwa na rubani wa helikopta anayeruka juu yake mnamo 2014. Ilitokea karibu kilomita 42 kutoka uwanja wa gesi asilia wa Bovanenkovo kwenye Rasi ya Yamal. Wanasayansi ambao walitembelea wavuti hiyo, pamoja na Marina Leibman, mtafiti mkuu katika Taasisi ya Cryosphere ya Dunia (Tawi la Siberia la Chuo cha Sayansi cha Urusi), ambacho kimekuwa kikijifunza juu ya barafu huko Siberia kwa zaidi ya miaka 40, waliita kile walichokiona hapo kama jambo jipya kabisa katika mkoa wa chafafrost. Wachambuzi ambao walisoma picha za setilaiti baadaye waliripoti kuwa kreta hii ya kutolea gesi (GEC) - iitwayo GEC-1 - iliundwa wakati fulani kati ya Oktoba 9 na Novemba 1, 2013.

Mwisho wa crater hizi uligunduliwa mnamo Agosti mwaka huu na wafanyikazi wa televisheni, wakati walipanda juu ya wavuti hiyo na wanasayansi kutoka Chuo cha Sayansi cha Urusi na maafisa wa eneo hilo wakati wa safari kwenda Yamal. Kwa hivyo, jumla ya crater zilizopatikana Yamal na kwenye Jirani ya Gydan jirani zilifikia 17.

Walakini, sababu za kuonekana kwa mashimo haya makubwa kwenye barafu, pamoja na kasi ya malezi yao, bado ni ya kushangaza. Pia kuna maswali ambayo hayajajibiwa juu ya nini zinaweza kumaanisha kwa siku zijazo za Aktiki na kwa watu wanaoishi na kufanya kazi huko. Kwa watafiti wengi wa Aktiki, kuonekana kwa majosho haya ni ishara ya kutia wasiwasi, ambayo inaonekana kumaanisha kuwa mabadiliko mengine makubwa yanafanyika katika maeneo haya baridi na yenye watu wachache kaskazini mwa sayari yetu.

Walakini, utafiti wa hivi karibuni umesababisha uvumi kadhaa juu ya kile kinachoendelea hapo. Kilicho wazi ni kwamba mashimo haya hayatengenezwi kama matokeo ya upepo wa taratibu wakati permafrost inayeyuka na kuzama chini ya uso. Elimu yao ni ya kulipuka.

"Wakati mlipuko unatokea, vipande vingi vya ardhi na barafu hutupwa mamia ya mita kutoka kitovu chake," Chuvilin anasema. "Tunashughulika hapa na nguvu kubwa iliyoundwa na shinikizo kubwa sana. Walakini, bado ni siri kwamba shinikizo hili ni kubwa sana."

Chuvilin ni sehemu ya kikundi cha wanasayansi wa Urusi - wanashirikiana na wenzao ulimwenguni kote - ambao hutembelea tovuti za crater hizi kukusanya sampuli na kutekeleza vipimo anuwai. Wanajaribu kuelewa vizuri kile kinachotokea katika kina cha tundra, chini ya uso wake.

Wanasayansi wengine hulinganisha haya crater na cryovolcanoes - volkano ambazo zinatoa barafu badala ya lava. Inakubaliwa kwa ujumla kuwa volkano kama hizo zipo katika sehemu zingine za mbali za mfumo wetu wa jua - kwenye Pluto, Titan, mwezi wa Saturn, na pia kwenye sayari ndogo ya Ceres. Walakini, pamoja na mkusanyiko wa uchunguzi katika vipindi tofauti vya mageuzi yao, mashimo yaliyosababisha yakaanza kuitwa "gesi za kutolea gesi". Jina hili hukuruhusu kupata wazo la hali ya malezi yao.

"Uchambuzi uliofanywa kwa msingi wa picha zilizopatikana kwa msaada wa satelaiti zinaonyesha kuwa kwa sababu ya mlipuko huo, shimo kubwa linaundwa mahali pa kilima kidogo cha kuruka," anasema Chuvilin. Mwinuko huu umewekwa juu, na hutengenezwa wakati safu ya mchanga uliohifadhiwa inasukumwa juu ya uso na maji, na kisha maji yaliyokusanywa hapo huanza kufungia. Barafu inayosababishwa hupanuka na kuunda kilima kidogo. Mwinuko kama huo, ambao neno la Yakut "bulgunnyakh" hutumiwa pia kwa Kirusi, linaonekana na hupotea wakati misimu inabadilika. Walakini, katika sehemu nyingi za Aktiki, milima hii inayoinuka mwishowe huzama ardhini badala ya kulipuka.

Ni dhahiri kwamba mwinuko huu kaskazini magharibi mwa Siberia hufanya tofauti. Kulingana na Chuvilin, wanakua haraka na kufikia urefu wa mita kadhaa, lakini kisha juu yao hupasuka ghafla. Inavyoonekana, sio kufungia maji ambayo huwasukuma kwa uso, lakini gesi inayokusanya chini ya ardhi.

"Hizi milipuko zimekuwa zikitengenezwa kwa muda," anasema Sue Natali, mtaalam wa ikolojia na mtaalam wa Aktiki [anasoma kiwango cha maji baridi na ni mkurugenzi wa Programu ya Arctic ya Shimo la Mbao, Kituo cha Utafiti wa Hali ya Hewa cha Massuchusetts. George Woodwell (Kituo cha Utafiti wa Hali ya Hewa cha Woodwell)]. "Aina hizi za vilima vilivyojaa gesi hutengeneza zaidi ya miaka."

Utafiti wa pete za kila mwaka za matawi ya Willow zilizopatikana kati ya mwamba uliotupwa (hii ilitokea mnamo 2014 baada ya mlipuko na malezi ya crater ya kwanza) ilisababisha hitimisho kwamba mimea hii imekuwa chini ya mkazo tangu miaka ya 1940. Wataalam wanaamini kuwa hii ingeweza kutokea kama matokeo ya mabadiliko ya mchanga.

"Walakini, kuna ushahidi kwamba mzunguko wa maisha wa kauri za uzalishaji wa gesi unaweza kuwa mfupi sana, kuanzia miaka mitatu hadi mitano," anasema Alexander Kizyakov, mtaalam wa fuwele katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Lomonosov Moscow. Moja ya crater, iliyoundwa katika msimu wa joto wa 2017 na inayojulikana kama SeYkhGEC, iligundua kutumia picha ya setilaiti, ilianza kuunda kwenye mchanga mnamo 2015.

Athari sawa na uvimbe uliohusishwa na kutolewa kwa mifuko ya gesi ulipatikana chini ya Bahari ya Kara, karibu na Rasi ya Yamal, na zingine katika eneo la Bahari ya Barents. Walakini, hadi sasa, kulingana na Natalie, hakuna kitu kama hiki kilichopatikana kwenye ardhi katika sehemu zingine za Arctic.

Michakato mingine inayohusiana na ukungu wa maji huko Yamal na Peninsula ya Gydan ndio sababu ya mlipuko wa hillocks kama hizo. "Udongo huko una mali fulani," anasema.- Tabaka nyembamba sana la barafu huko, ni barafu ya sahani, ambayo huunda aina ya sehemu mnene ya juu ya barafu. Kwa kuongezea, fuwele nyingi pia hutengenezwa hapo, ambayo ni, maeneo ya mchanga ambao haujagandishwa na kuzungukwa na ukungu wa kweli - tunaweza kusema kuwa hizi ni aina ya sandwichi. Kuna pia sifa ya tatu - uwanja wa mafuta na gesi asilia uliopo sana ".

Moja ya crater hizi zilisomwa hivi karibuni na Chuvilin - upana wa crater yake ni mita 20, iliitwa "Yerkuta" baada ya mto, kwenye eneo la mafuriko ambalo lilionekana. Inavyoonekana, iliundwa chini ya ziwa kavu. Wakati ziwa lilipotea, safu ya mchanga isiyofunguliwa ilibaki hapo, ambayo huitwa talik, na hapo ndipo gesi huanza kujilimbikiza. Walakini, Chuvilin anaamini kuwa chanzo halisi cha malezi ya crater bado hakiwezi kutajwa. "Swali kuu katika utafiti wa crater ni kuamua chanzo cha gesi ambayo hujilimbikiza chini ya barafu," anasema Chuvilin. "Mara tu povu linapoonekana, hakuna gesi zaidi hapo."

Wafugaji wa reindeer wa eneo hilo waliripoti kuona moto na moshi baada ya volkano kulipuka mnamo Juni 2017.

Kwa sasa, maswala yanayohusiana na uvumbuzi wa vilima hivi vinavyoinuka, na pia na jinsi gesi inafika hapo, yanajifunza kwa uangalifu. "Ni jambo la kufurahisha sana kwamba tunaweza kuwa tunakabiliwa na mchakato mpya wa geochemical hapa au ambao hapo awali haukujulikana hapa ambao hatukujua hapo awali," Natalie anasema.

Wachunguzi wa kutosha wanaoshuka kwenye kreta kama hizo walipata viwango vya juu vya methane huko, wakidokeza kwamba gesi hii inaweza kuongezeka kutoka chini. Moja ya nadharia zinazoongoza ni kwamba methane, iliyoko kwenye kina kirefu chini ya safu ya maji baridi, inajaribu kupanda juu kupitia mifuko isiyofunguliwa, kama matokeo ambayo inakusanya chini ya safu ya barafu. Kulingana na wazo lingine, kiwango cha juu cha kaboni dioksidi ndani ya maji kwenye mifuko iliyotobolewa huanza kuongezeka juu wakati maji yanapo ganda, na maji yaliyobaki hayana uwezo wa kushikilia gesi iliyoyeyuka.

Mbali na methane na kaboni dioksidi, crater pia zinaweza kusababishwa na vijidudu vilivyo kwenye mifuko ya mchanga ambayo haijasongwa. Wao hutengana na vifaa vya kikaboni, na kusababisha kuundwa kwa gesi, alisema Chuvilin. Uchambuzi wa isotopu ya methane kwenye moja ya kauri hizi unaonekana kuunga mkono maoni haya, lakini shughuli za vijidudu vinavyozalisha methane imeonekana kuwa chini sana katika maziwa yaliyoundwa chini ya kreta kama hizo - chini hata kwa latitudo baridi ambazo ziko.

Walakini, methane pia inaweza kupenya moja kwa moja kupitia barafu. Gesi zinaweza kunaswa ndani ya fuwele za maji kwenye ukungu wa maji, na kisha huunda vifaa vya kushangaza vinavyojulikana kama maji ya gesi. Wakati zinatakaswa, gesi hutolewa.

"Labda kuna mifumo mingine ya malezi ambayo ni ngumu kuiwakilisha kwa njia ya mtindo mmoja," anasema Chuvilin. "Inategemea sana mazingira na asili ya eneo hilo." Angalau kreta moja, alisema, ilipatikana kwenye mto.

Bila kujali chanzo, inaweza kudhaniwa kuwa gesi hujilimbikiza chini ya tabaka ambazo hazijaganda za dunia, huanza kuinua ukoko mnene wa barafu mita 5-6, na kisha kupasuka kama jipu (Ingawa huu ni mfano dhahiri sana, ni sio mbaya sana, ni sawa na watumiaji wa mtandao ambao wanaogopa video za watu wanaobana chunusi zao, na wanasayansi wengine wanaogopa aina moja ya kreta za Yamal. "Ilikuwa ni mchanganyiko wa haijulikani na hatari inayohusishwa na haya crater, na ndio inayonivutia ", - Natalie anakubali).

Wakati vilima hivi mwishowe hulipuka, jambo zima linaonekana kuwa la kupendeza sana. Ardhi na barafu juu ya mifuko hii iliyojaa gesi, pamoja na yaliyomo kwenye sehemu ambazo hazijagandishwa, zote zinainuka kwa mita 300 baada ya mlipuko. Mlipuko huo ni wa nguvu sana hivi kwamba vipande vya ardhi vyenye unene wa mita huinuka juu, na kusababisha ukingo wa juu, mdomo mpana na shimo nyembamba la silinda karibu na crater - inaaminika kuwa hii ni mfuko usiofunguliwa. Wafugaji wa reindeer wa eneo hilo wanasema waliona moto na moshi baada ya mlipuko kwenye kreta moja mnamo Juni 2017 karibu na kingo za Mto Mydriyakha. Wakazi wa kijiji cha karibu cha Seyakha - iko karibu kilomita 33 kusini mwa kreta hii - wanasema kwamba gesi ilichoma kwa karibu dakika 90, na urefu wa moto ulifika mita 4-5.

Baada ya mwaka mmoja au miwili, kingo za jeraha hili la giza na la kutisha hubomoka na kujaza maji.

Kanda hii ni moja wapo ya watu wachache katika sayari, hata hivyo, malezi ya kreta karibu na makazi ni ya wasiwasi. Kanda hiyo pia ina idadi kubwa ya bomba la mafuta na gesi na vitu vingine vya miundombinu, ambayo yote hutumiwa kuchimba mafuta ya mafuta yaliyofichwa chini ya barafu.

"Bado hatujui ikiwa hii inahatarisha watu katika Aktiki," Natalie anasema. Yeye na wenzake wanajaribu kujibu swali hili na pia wanatafuta crater zingine zinazotumia picha ya satelaiti yenye azimio kubwa.

"Mara tu tunapopata kitu kinachoonekana kama kreta, tunatumia safu ya picha ya azimio kubwa sana, ambayo inamaanisha tunazungumza juu ya picha za setilaiti zilizochukuliwa kwa nyakati tofauti, na kisha tunajaribu kuanzisha zilipoundwa," anasema. Inavyoonekana, kazi ya wataalam hawa inaonyesha kwamba kuna kreta zaidi huko kuliko ilivyofikiriwa hapo awali. “Kufikia sasa, tumetambua na kudhibitisha tovuti za uundaji wa kreta mbili mpya, na kuna kreta kadhaa zaidi, uthibitisho wa uwepo wa ambayo tunahusika nayo kwa sasa. Tuna karibu dazeni mbili za kaa hizi katika kitengo cha "uwezekano mkubwa" na kwa sasa tuko katika mchakato wa kuzichunguza. Kwa kuzingatia ukweli kwamba hatukujua chochote juu yao wakati wote mnamo 2013, kunaweza kuwa na zaidi."

Mwishowe, Natalie na washiriki wa timu yake wanatarajia kukusanya data za kutosha kurahisisha mchakato wa utaftaji. Lengo lao kuu ni kukuza algorithm ambayo inaweza kutabiri kuonekana kwa kreta hata kabla ya kuunda, na kwa hili, ni muhimu kutafuta milima ya gesi kwa kutumia picha zilizopatikana kutoka kwa satelaiti.

"Tunatarajia kufikia matokeo ambayo yatatuwezesha kujua mahali pa kreta zinazowezekana hata kabla ya kuunda," anasema Natalie. "Hitaji la kupata habari juu ya michakato kama hii ni kubwa haswa katika maeneo ambayo watu wanaishi, ambapo bomba hupita, ambapo vitu vya miundombinu ya mafuta na gesi viko."

Kujaribu kubainisha jinsi crater hizi ni za kawaida ni mchakato polepole. Baada ya mchakato mkali wa malezi, wengi wao hupotea karibu haraka. Kwa mfano, shimo lililoundwa baada ya mlipuko karibu na kijiji cha Sayakha - upana wa mita 70 na zaidi ya mita 50 - ulijazwa maji siku nne tu baadaye, ambayo yalisababishwa na ukaribu wa mto. Aina hii ya mabadiliko ya shimo ndani ya ziwa inaweza kuzingatiwa kama mwisho usio na hatia kwa jambo kama hilo.

Kreta zingine hujaza maji polepole zaidi, lakini baada ya mwaka mmoja au miwili, kingo kali za jeraha hili lenye giza na la huzuni huanguka, hujaza maji na kuwa karibu kutofautishwa na maelfu ya maziwa mengine madogo ya mviringo - huitwa maziwa ya thermokarst - yaliyotawanyika kote eneo. Bado haijulikani ni yapi kati ya haya ni makovu yanayokumbusha uzalishaji wa gesi.

"Inawezekana kwamba baadhi ya maziwa haya katika ukanda wa maji baridi ni kreta zilizojazwa maji," anasema Kizyakov. "Ni mapema mno kusema jinsi utaratibu wa uundaji wa ziwa ulivyo wa kawaida."

Wataalam wengine wanajaribu kutambua maziwa yanayosababishwa na kutolewa kwa gesi kwa kuchambua kemikali zilizomo ndani ya maji, lakini hadi sasa hawajaweza kutambua mwelekeo wowote wa jumla.

Jaribio la kuamua jinsi hafla kama hizo zinavyotokea sio tu suala la udadisi. Kuna wasiwasi unaoongezeka kuwa kuibuka kwa kreta kama hizo kaskazini magharibi mwa Siberia kunaweza kuhusishwa na mabadiliko mapana yanayotokea Arctic kwa sababu ya mabadiliko ya hali ya hewa.

Joto la uso katika Arctic linaongezeka mara mbili ya wastani wa ulimwengu, na hii inasababisha kiwango kikubwa cha kuyeyuka kwa maji baridi katika miezi ya majira ya joto.

Hii peke yake tayari inabadilisha mazingira ya Aktiki na inaongoza kwa kupungua kwa mchanga na maporomoko ya ardhi, ambayo huitwa thaw slumps. Siberia inaonekana kuwa na idadi kubwa zaidi ya maporomoko ya ardhi kwenye sayari - kubwa zaidi ni Bonde la Batagayk - mwanzoni, mnamo 1960, kulikuwa na bonde ndogo tu, na sasa upana wa crater hii ni mita 900.

"Ninavyojua, hakuna mahali popote kwenye sayari kuna mabadiliko ya hali ya hewa yanayosababisha mabadiliko kama hayo katika muundo wa mchanga," anasema Natalie.

Iliyofichwa chini ya barafu ya Arctic ni kiasi kikubwa cha kaboni - takriban mara mbili ya kile kilicho katika anga ya Dunia. Kwa sehemu kubwa, haya ni mabaki ya wanyama waliohifadhiwa na vifaa vingine vya kikaboni, na pia methane iliyonaswa ndani ya fuwele hizi za barafu - hizi ni hydrate za gesi ambazo Chuvilin alizungumzia hapo awali. Wakati mchanga ulio juu ya uso unayeyuka, inaruhusu vijidudu kuvunja vitu vya kikaboni, na kwa sababu hiyo, methane na kaboni dioksidi hutengenezwa kama bidhaa ya mchakato huu, wakati methane iliyo kwenye chembe ya barafu pia inavunjika.

Gesi yenye nguvu ya chafu, methane hii inayotoroka kutoka chini ya tabaka la maji baridi ina uwezo wa kuharakisha ongezeko la joto ulimwenguni na hivyo kusababisha kuyeyuka zaidi.

Katika Yamal, hata hivyo, crater zinaonyesha mchakato mwingine unaahidi, na kuongeza kutokuwa na uhakika zaidi kwa kitanzi tata cha maoni kati ya joto linaloongezeka, kuyeyuka kwa kiwango cha juu na uzalishaji wa gesi chafu. Ikiwa inageuka kuwa methane ambayo imejilimbikiza chini chini ya safu ya maji baridi huanza kutiririka kupitia tabaka ambazo hazipitikani za permafrost, hii inaweza kuwa ishara kwamba ukoko wa barafu uliohifadhiwa juu ya uso wa tundra unazidi kupenya. Hii inaweza kumaanisha kutokuwa na uhakika zaidi juu ya jinsi mabadiliko katika Arctic yataathiri upanaji wa joto ulimwenguni kwenye sayari yetu.

"Crater hizi ni ushahidi wa kushangaza sana wa kile kinachotokea katika Arctic kwa upana zaidi," Natalie anasema. - Ikiwa unatazama mabadiliko ambayo yanafanyika katika eneo lote hili, basi zingine zinaweza kutokea polepole, wakati zingine - ghafla. Ni wachache sana wanaolipuka, lakini hii yote inatufanya tuangalie jinsi wote wanachangia kuongezeka kwa uzalishaji wa gesi chafu angani”.

Wakati wataalam bado hawajagundua siri ya mabaki ya Yamal, tayari inaweza kuhitimishwa kuwa labda tunahitaji kuwaangalia kwa karibu hapo baadaye.

Ilipendekeza: