Nuo 2014 m. išsprogo daugiau kaip 20 tokių kraterių, pravardžiuojamų „vartais į pragarą“, nusėjusių atokų šiaurės vakarų Sibiro Jamalo ir Gydano pusiasalių kraštovaizdį – naujausias iš jų aptiktas šių metų rugpjūtį.
Šie krateriai sudomino ir suglumino mokslininkus, kurie jau daugelį metų bando išsiaiškinti, kaip jie atsirado. Iškelta daugybė hipotezių, tarp jų – ir įžūlesnės teorijos, pavyzdžiui, apie meteorito smūgį ar net ateivius.
Dabar inžinierių, fizikų ir kompiuterių mokslininkų komanda teigia radusi naują paaiškinimą. Jų išvados, pateiktos praėjusį mėnesį paskelbtame tyrime, rodo, kad tai žmogaus sukeltų klimato pokyčių ir neįprastos regiono geologijos derinys.
Susiję straipsniai
Mokslininkai jau buvo sutarę, kad krateriai susidaro, kai po tundra įkalintos dujos, įskaitant planetą kaitinantį metaną, susikaupia po žeme ir dėl to paviršiuje atsiranda kalvos. Kai slėgis apačioje viršija viršuje esančio grunto jėgą, kalva sprogsta, išspjaudama dujas.
Vis dar diskutuojama dėl konkretesnių mechanizmų, kaip susidaro slėgis ir iš kur tiksliai atsiranda dujos.
Naujojo tyrimo komanda nusprendė į šiuos klausimus pažvelgti kaip į detektyvą, pasakoja tyrimo autorė, Kembridžo universiteto chemijos inžinierė Ana Morgado. Pirmiausia jie svarstė, ar sprogimai gali būti cheminės reakcijos – tačiau tai greitai buvo atmesta. „Nebuvo jokių pranešimų apie ką nors, kas būtų susiję su cheminiu degimu“, – teigia A. Morgado.
Tuomet tai turėjo būti fizikiniai reiškiniai – „pavyzdžiui, padangos pumpavimas“, sako mokslininkė. Ir tyrėjai nustatė, kad tai susiję su sudėtinga šio konkretaus Sibiro gabalėlio geologija.
Po žeme yra storas amžinojo įšalo sluoksnis – dirvožemio, uolienų ir nuosėdų mišinys, kurį laiko ledas. Po juo yra metano hidratų – kietos formos metano – sluoksnis. Tarp šių dviejų sluoksnių yra neįprastos maždaug metro storio sūraus neužšalusio vandens kišenės, vadinamos „kriopegais“.
Tyrimo duomenimis, dėl klimato kaitos, kuri lemia aukštesnę temperatūrą, tirpsta viršutinis dirvožemio sluoksnis, todėl vanduo pro amžinąjį įšalą sunkiasi žemyn ir patenka į kriopegus, prasiskverbdamas į šį sūrų sluoksnį.
Reuters / Scanpix nuotr.
Problema ta, kad papildomam vandeniui neužtenka vietos, todėl kriopegas išsipučia, didėja slėgis ir gruntas įtrūksta, o į paviršių nusidriekia plyšiai. Dėl šių plyšių gelmėse sparčiai krinta slėgis, kuris pažeidžia metano hidratus ir sukelia sprogstantį dujų išsiskyrimą.
Tyrime nustatyta, kad šis sudėtingas šokis tarp tirpstančio amžinojo įšalo ir metano gali trukti dešimtmečius, kol įvyksta sprogimas.
A. Morgado sako, kad šis procesas „labai būdingas regionui“, todėl nors ji tiki, kad šioje Arkties dalyje jiems pavyko išspręsti galvosūkį, jei panašūs sprogimo krateriai atsiras kitose geologinėse vietose, „gali būti, kad teks išspręsti dar vieną paslaptį“. Kiti mokslininkai nėra tokie tikri, kad dėlionė įminta.
Maskvos Skolkovo mokslo ir technologijų instituto vyriausiasis mokslininkas Jevgenijus Čuvilinas, daug metų iš arti tyrinėjęs kraterius, sako, kad tyrimo idėja yra „nauja“, tačiau atmeta mintį, kad ji atitinka regiono geologiją.
Šiaurės vakarų Sibire esantis amžinasis įšalas neįprastas tuo, kad jame yra labai daug ir ledo, ir metano. Vandeniui iš viršutinio dirvožemio sluoksnio būtų sunku prasiskverbti pro šį storą, tankų ledo sluoksnį, kad pasiektų giliai po žeme esančius kriopegus. Anot rusų mokslininko, išvados yra „vis dar per daug bendros“ ir neatsižvelgia į regiono sudėtingumą.
Jo paties tyrimuose daugiausia dėmesio skiriama metanui, kuris kaupiasi ertmėse viršutiniuose amžinojo įšalo sluoksniuose, kol slėgis tampa toks didelis, kad sprogsta. J. Čuvilinas teigia, kad dar reikia daug nuveikti, kad būtų galima įminti paslaptis, kaip tiksliai vyksta šis procesas.
Reuters / Scanpix nuotr.
Jam antrina ir Havajų universiteto geofizikė Lauren Schurmeier. Ji sako, kad nors teoriškai šis tyrimas prasmingas, vis dar yra „daug potencialių dujų šaltinių šiuose krateriuose“. A. Morgado tvirtina, kad yra įsitikinusi savo teorija, tačiau „ją visada galima praturtinti, atsižvelgiant į papildomus veiksnius“.
Tačiau dauguma mokslininkų sutinka, kad klimato kaita vaidina tam tikrą vaidmenį ir ateityje gali lemti tokių sprogstančių kraterių skaičiaus didėjimą.
Pasaulinis atšilimas „turi įtakos užšalusių uolienų, dengiančių požeminį ledą su dujų prisotintomis ertmėmis, tvirtumui“, – sako J. Čuvilinas, todėl dujoms lengviau prasiveržti iš apačios. Mokslininkas priduria, kad spartėjanti klimato kaita gali lemti didesnį amžinojo įšalo irimą, galingus dujų išsiveržimus ir naujus kraterius.
L. Schurmeier žengia dar toliau. „Tikėtina, kad klimato kaita yra pagrindinis veiksnys“, – sako ji. Daugelis kraterių atsirado po neįprastai šiltų vasarų, todėl šylant Arkties klimatui, jų turėtume tikėtis dar daugiau, mano ji.
Kraterius ne tik veikia klimato kaita, bet jie ir prisideda prie jos. Per kiekvieną sprogimą išsiveržia iki tol giliai žemėje buvęs užrakintas metanas – dujos, kurios per trumpą laiką iki 80 kartų efektyviau sulaiko šilumą atmosferoje nei anglies dioksidas.
Nors kiekvieno atskiro kraterio išskiriamas metanas nėra labai reikšmingas, kalbant apie jo poveikį pasauliniam atšilimui, L. Schurmeier teigia, kad „tai yra bauginantis ženklas, jog Arktis keičiasi“.
Mokslininkai toliau tirs šiuos reiškinius ne tik todėl, kad geriau juos supratus būtų galima numatyti, kur jie gali pasireikšti ateityje. Dauguma jų įvyksta atokiose vietovėse, tačiau baiminamasi, kad jie gali paveikti ir gyvenamąsias vietoves – arba naftos ir dujų gavybos operacijas regione.
Ekspertai jau stebi kai kuriuos iš daugybės regiono kalvų, teigia kraterius tyrinėjęs Rusijos mokslų akademijos Naftos ir dujų tyrimų instituto darbuotojas Vasilijus Bogojavlenskis. „Tai nereiškia, kad galime pasakyti, jog rytoj čia įvyks naujas sprogimas“, – sakė jis CNN, tačiau tai leidžia tyrėjams stebėti kritiškiausias vietas.
A. Morgado nuomone, šie krateriai yra įrodymas, kad žmonės keičia klimatą ir destabilizuoja Žemę naujais būdais. „Ir tai vyksta labai greitai, – pasakoja ji, – tai jau nebe tūkstantmečiai, tai įvyksta per porą dešimtmečių“.
Parengta pagal CNN.