МОСКВА, 30 августа. /ТАСС/. Исследователи из России раскрыли физические и химические механизмы, способствующие проникновению соли в отложения подводной вечной мерзлоты, в которых присутствуют большие количества метановых гидратов. Эти сведения помогут ученым точнее спрогнозировать будущее подобных залежей у берегов России. Работы опубликованы в статьях в журнале Geosciences и Energy & Fuels. О результатах сообщила во вторник пресс-служба "Сколтеха".
"Существующие модели деградации мерзлоты пренебрегают процессом солепереноса, однако естественное и техногенное засоление мерзлоты в результате контакта с морской водой или техническими жидкостями понижает температуру оттаивания грунта и ускоряет деградацию мерзлоты. Этот аспект необходимо учитывать, и именно для этого мы стремились разобраться в тонкостях процесса", - заявил ведущий научный сотрудник "Сколтеха" Евгений Чувилин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
На дне Северного Ледовитого океана залегают огромные запасы так называемых метановых гидратов или клатратов. Так ученые называют соединения воды и метана, которые остаются стабильными при низких температурах, высоких давлениях или их комбинации. Большие количества клатратов появились на дне всех морей Арктики после начала эпохи оледенения, когда значительная часть Северного полушария была покрыта толстой коркой льда.
Этот ледовый покров исчез относительно недавно, около 15-20 тысяч лет назад, когда эпоха оледенения завершилась. Сейчас ученые опасаются, что дальнейший рост температур вод мирового океана, связанный с глобальным потеплением, приведет к постепенной дестабилизации гидратов или даже взрыву их отложений на дне и попаданию гигантского количества метана в атмосферу.
Соль и вечная мерзлота
В конце прошлого года российские ученые и их зарубежные коллеги открыли свидетельства того, что процесс разложения этих отложений метана ускоряется в результате накопления соли в подводной вечной мерзлоте. Это открытие заставило ученых детально изучить то, как соль воздействует на обычную вечную мерзлоту и ее аналоги, содержащие в себе большие количества гидратов метана.
Руководствуясь этой идеей, Чувилин и его коллеги провели серию экспериментов с разными образцами морской вечной мерзлоты и обнаружили, что соль ускоряет таяние только тех ее отложений, в которых присутствует метан. Последующие опыты и расчеты показали, что скорость деградации метановой мерзлоты сильно зависела от того, насколько сильно море давит на грунт.
В дополнение к этому ученые проследили за действием различных типов солей и ионов на морскую мерзлоту. Эти опыты указали на то, что обычная поваренная соль и хлорид магния сильнее всего способствовали деградации отложений метановых гидратов, тогда как сульфаты натрия и калия слабее ускоряли их таяние. Это необходимо учитывать при анализе того, как на состояние грунта влияет морская вода, содержащая в себе большое число разных солей.
Используя эти сведения, ученые просчитали то, как попадание солей в приповерхностные слои грунта влияет на температуры внутри вечной мерзлоты. Эти расчеты указали на то, что проникновение ионов натрия, магния и хлора ведет к образованию точечных очагов с высокими и низкими температурами. Это необходимо учитывать при прогнозировании последствий таяния морской вечной мерзлоты, подытожили химики.