Один из величайших мыслителей современности естествоиспытатель Владимир Вернадский в 1912 году, когда был избран академиком Императорской академии наук, опубликовал работу о дыхании нашей «живой планеты» — газовом. Он оказался абсолютно прав. Очередным доказательством тому служат результаты исследований аномальных явлений, наблюдаемых в последние годы на полуострове Ямал, соседних территориях. Самый газонасыщенный район Земли дышит настолько интенсивно, что периодически происходят взрывные выбросы огромных массивов ледяного грунта. За семь последних лет таковых зафиксировано уже почти два десятка, последний — в прошлом году. Что происходит, насколько велика опасность? Тревожные вопросы задают газодобывающие компании, власти региона. Ответы ищут сотни ученых, главным образом из академических институтов. Недавно англоязычные и отечественные рецензируемые научные издания разместили объемные статьи об итогах семилетних изысканий творческого коллектива во главе с замдиректора Института проблем нефти и газа РАН Василием Богоявленским. Фактура в них богатейшая, не без парадоксов, даже с интригой. Газетная площадь позволяет передать только малую часть. Избегая наукообразного языка, в чем-то его сознательно упрощаю.
Ух, и булгуннях!
Тундра плоская. Но на ней много этаких прыщей — булгунняхов, многолетних бугров пучения (МБП). Свыше 7 тысяч насчитали только на территории ЯНАО. Образуются они при перепадах температур при неравномерном образовании льда — грунты выдавливает на поверхность. Иные бугры на фоне тундры поражают своей величиной. Помню, как не мог оторвать взгляд от громадного холма по дороге на заполярный Ямбург. Вздутия гидрологического типа коварны, однако чрезвычайной опасности не представляют, предприятия ТЭК учитывают их при строительстве инфраструктуры, при необходимости деактивируют. Но есть внешне схожие образования, обладающие страшной разрушительной силой.
На полуострове Ямал летом 2017-го ненка из семьи оленеводов взобралась на "горку", несколько лет назад образовавшуюся в русле небольшой реки, посмотреть, далеко ли пасутся животные. Но, ощутив дрожание земли под ногами, побежала прочь. На ее глазах возвышенность разнесло мощным взрывом. Куски породы разбросало на сотни метров, над бурлящей водой взметнулось пламя. Таким образом на полуострове образовался очередной кратер. Его, получившего название Сёяхинский от имени близлежащего села, мгновенно затопило.
О первом кратере, взволновавшем научное сообщество, сообщили все ведущие информагентства мира: о нем стало известно весной 2014-го после того, как в срединной части полуострова "жуткую черную дыру" с бруствером из выброшенной из нее породы заметил (спустя уже месяцы после ее образования) и снял на видео вертолетчик. В трех с половиной километрах от нее проходит магистральный газопровод, не так уж далеко — по ямальским меркам — и газовый промысел. Насколько опасно такое соседство? Что за грозное и непонятное явление? Изначальные предположения исследователей о скоплении газа в подземной полости, под критическим давлением прорвавшего ледяной панцирь, в последующем в целом подтвердились. Автор этих строк прибег тогда к примитивному, но всем понятному сравнению с бутылкой неохлажденного шампанского. Если ее хорошенько взболтать, ослабить проволочную стяжку, из емкости тотчас вылетит не только пробка — выльется содержимое.
Только на полуострове Ямал ученые выявили 1860 зон активной дегазации с формированием кратеров на дне термокарстовых озер, рек и заливов
Последний в регионе мощный кратер, отлично сохранившийся (не успел подтаять) и тщательно обследованный, заметили, также с вертолета, прошлым летом. Он в относительной близости от знаменитого первенца и от группы соседствующих с ним кратеров. В геоинформационной системе "Арктика и Мировой океан" новичку присвоили индекс С17. Для создания трехмерной модели кратера внутрь его участники полевой экспедиции запустили беспилотник с камерой, рискуя потерять аппарат из-за ненадежной связи с ним, но, к счастью, обошлось. В 17-м обнаружены крупные каналы-гроты. Газ долго накапливался в полости, прежде чем выбил "пробку": анализ топографических данных и дистанционного зондирования Земли говорит о не менее чем 20-летнем возрасте МБП. И однажды в холодный месяц мина, заложенная природой, выбросила в воздух ледянистую глыбу размером с внушительное здание.
Ищи трещину
Профессор Богоявленский называет механизм выброса пневматическим или газовзрывным. С открытием первого кратера все, разумеется, подумали о глобальном потеплении, в российской Арктике ощутимом как нигде. Его влияние ученый не отрицает: "покрышка" из многолетних мерзлых пород становится менее прочной. Однако основная причина природных эксцессов, судя по всему, кроется в глубинах.
Вновь напомню, что газообразование и выход газа в атмосферу повсеместен. Мы любуемся снимками вмерзших в лед Байкала пузырей метана (продукт разложения гидратов). Изумляемся документальным свидетельствам о полыхавшем в 1927 году Черном море (вспыхнул газ, проникший в акваторию через разломы в ходе землетрясения). А Ямалу с окружающим Карским морем, похоже, по газонасыщенности нет равных. Скопления газа здесь встречаются всюду и на разных горизонтах, в том числе близко к поверхности. На старте разработки одного из крупнейших в мире нефтегазоконденсатных месторождений, Бованенковского, я наблюдал за факельным горением "остаточного газа" среди снежной целины и тогда не предполагал, что его объемы могут быть значительными. В общей сложности, как явствует из журнальной публикации, за полтора года сгорело около 300 тысяч кубометров. Сей газ шел из мини-залежи, находящейся всего-то в 70-80 метрах от поверхности.
— Месторождения Ямала многоэтажные. Под естественным давлением по разломам, трещинам, таликам газ из нижних слоев просачивается в верхние, в воздушную среду. Я прежде долго занимался покмарками — кратерными объектами в Мировом океане, через которые с той или иной интенсивностью фонтанирует газ. Их количество — бессчетное. Только на полуострове Ямал мы выявили 1860 зон активной дегазации с формированием кратеров на дне термокарстовых озер, рек и заливов. Возник вопрос: кратеры на суше и под водой — не одного ли рода явления? — рассказывает Василий Богоявленский.
Он и его коллеги в ходе поиска связи между шестью кратерами, примыкающими к Бованенково, и спецификой подземных толщ в этом районе обнаружили, что они находятся в области теплового потока с аномально высокими температурами. Ведь ядро Земли, наше внутреннее солнышко, хотя и согревает всю планету, да не совсем равномерно. Пластовые давления тут также аномально высокие. Это зона разломов, по ним мигрирующие из глубин планеты флюиды прогревают сильнее обычного верхний слой земной коры, способствуя деформации ледяной брони в местах образования газодинамических МБП.
Случались ли такого рода взрывные выбросы газа на арктической суше в прежние времена? Четкого ответа на этот вопрос нет, как нет пока и на другой: как заранее распознать и нейтрализовать потенциально опасные бугры пучения? И наконец, что могло, помимо повышения внешней температуры, спровоцировать рост их числа и "агрессивности"? Богоявленский не исключает влияния сейсмических волнений, а именно извержений стратовулканов в Ледовитом океане. Последнее зафиксировано в октябре 2016 года примерно в 1400 километрах от Ямала на хребте Гаккеля. Он представляет собой, поясню, протяженную подводную горную цепь с вершинами высотой до 4 километров. В начале нынешнего века научная экспедиция сделала сенсационное открытие: в царстве льда вулканы Гаккеля вовсю извергают газ и магму.
Комментарии
Владимир Мельников, академик РАН, мерзлотовед:
— Еще в 1990 годы в научном труде, написанным мной в соавторстве с Валентином Спесивцевым, подчеркивалось: обострение тектонических процессов, образование зон повышенной трещиноватости в осадочной зоне над нефтегазовыми залежами Печорской губы, обострение струйной дегазации углеводородов спровоцировали, по всей видимости, 35-летние ядерные испытания на Новой Земле. Сегодня еще более в этом убежден. Ямал — рядом, воздействие аналогичное. Ну и с газом следует быть на "вы". Так, при бурении инженерно-геологической скважины на подводном ледяном бугре мощный аварийный выброс газа едва не привел к потоплению бурового судна. Подобных примеров можно привести множество.
Роберт Бембель, доктор геолого-минералогических наук, профессор:
— Активная дегазация метана из кратеров — не что иное, как выходы вихреобразных (отсюда — форма кратеров) геосолитонов из плазменного ядра Земли по геосолитонным трубкам. Мы их открыли еще в 80-е годы. Не в кабинете, а в поле — с помощью высокоразрешающей кольцевой сейсмики 3D. Следы выхода геосолитонов представляют почти идеальные окружности диаметром до 900 метров. Они, в свою очередь, состоят из микроканальчиков, по которым из ядра Земли идут газы. Почему кратеры над геосолитонными трубками обнаружены только в районах вечной мерзлоты? Потому что она удерживает газы в трубках до тех пор, пока нарастающие давление и температура со страшной силой не сбросят грунтовую крышу.
