​Механизм образования Ямальского кратера и подобных ему воронок все еще является загадкой для ученых, считают исследователи из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН. Выдвинутая в 2018 году сотрудниками Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова гипотеза объясняет появление кратера в 2014 году криовулканизмом (извержением углекислого газа и воды), но результаты полевых наблюдений 2017 года на похожих воронках свидетельствуют об ином.

«Разные воронки взрыва, возникшие на полуострове, визуально единообразны, отличаются только линейными размерами. Можно их перепутать на фотографиях, если не знать масштаб. При отборе проб из газовых пузырей на месте образования воронки на реке Сёяха через 30 часов после взрыва обнаружилось, что в смеси летучих компонентов больше всего метана: 90 %. Однако в образцах керна из скважин рядом с Ямальским кратером, взятых через год после его появления, газовая составляющая пробы (до 20 %) включает в основном СО2 и азот, а метана лишь первые проценты. При этом в июле 2014 года сотрудники экспедиции под руководством главного научного сотрудника Института криосферы Земли ФИЦ "Тюменский научный центр СО РАН" доктора геолого-минералогических наук Марины Оскаровны Лейбман зафиксировали повышенное содержание метана над кратером», — говорит заведующий лабораторией геофизики криолитозоны ИНГГ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Владимир Владимирович Оленченко.

Образованию воронок взрыва предшествует возникновение бугров пучения, которые можно спутать с классическими криогенными буграми пучения (пинго, булгуннях, гидролакколит). Эти формы рельефа состоят в основном изо льда, грунта и появляются на площади обмелевших или пересохших озер. Постепенно «подтягивая» к фронту промерзания жидкость из талых грунтов под пересохшим озером, бугор растет за счет образования прослоев льда в породе: его размеры могут достигать десятков метров в высоту. Бывают случаи, когда гидролакколит разрывается с пушечным грохотом, разбрасывая обломки ледяного ядра и фонтаны воды. Однако, по свидетельствам очевидцев, некоторые кратеры на Ямале взрывались с воспламенением газа. Экспедиция Научного центра изучения Арктики из Салехарда на место образования кратера на р. Сёяха зафиксировала кипящий «котел» — газ выходил из недр в воду и создавал эффект кипения. Факт воспламенения газа противоречит «углекислотной» гипотезе, высказанной учеными из МГУ.

 

Ямальский кратер, превратившийся в водоем. 2015 год 
  Ямальский кратер, превратившийся в водоем, 2015 год

В 2015 году в журнале Earth Cryosphere вышла статья геологов из ИНГГ СО РАН и их коллег из ОАО «Газпром», в которой они приводят данные электромагнитного зондирования для района Ямальской воронки. На глубине 60—80 метров ученые зафиксировали горизонт с аномально высоким сопротивлением, что совпадает с расположением слоя метангидратов (газогидрат — кристаллическое соединение газа и воды переменного состава. — Прим. ред.) в этом районе. Однако на сегодняшний день не ясно, связано ли образование воронок газового выброса с залежами реликтовых газогидратов. 

«Поры незамерзших пород талика способны вмещать воду и газ, там же высока вероятность возникновения избыточного давления, в дальнейшем приводящего к взрыву. Однако не до конца понятен механизм образования именно такой воронки — с вертикальными краями, уходящими вниз на несколько десятков метров. Сотрудники Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН моделировали напряженное состояние пород, тем не менее им не удалось воспроизвести структуру Ямальского кратера: получалось, что при разрыве породы трещина уходила вбок», — объясняет Владимир Оленченко.

По словам ученого, чтобы установить природу и механизм возникновения кратеров, нужно проводить комплексные исследования: масштабное бурение, глубокую сейсморазведку, электромагнитное зондирование, геохимический анализ растительности на буграх пучения (там, где повышен углеводородный фон, наблюдаются аномальные концентрации некоторых микроэлементов, в частности мышьяка, ртути). Самая дорогостоящая часть — бурение, которое стоит десятки миллионов рублей. 

Установление природы образования воронок взрыва имеет в первую очередь научное значение: опасения, что явление может негативно повлиять на работу газодобывающих компаний, невелики.

«Мы обсуждали эту проблему с заместителем директора инженерно-технического центра ООО "Газпром добыча Надым" Алексеем Борисовичем Осокиным. Он считает, что во время освоения Бованенковского месторождения (в 30 км к югу от него находится Ямальский кратер. — Прим. ред.) было пробурено большое количество скважин, что, скорее всего, произвело эффект дегазации, так как во многих скважинах наблюдался выход газа из верхней части разреза. При проектировании газопроводов инженеры тоже учитывают расположение бугров пучения, чтобы не ставить опоры рядом с ними», — говорит Владимир Оленченко.

Надежда Дмитриева

Фото предоставлено Владимиром Оленченко

Похожие новости

  • 04/01/2017

    Ямальская воронка: факты и гипотезы

    О результатах последних исследований ямальской воронки говорили в Москве, в Институте географии Российской академии наук. Инициатором обсуждения выступило Сообщества молодых мерзлотоведов России. На авторитетной дискуссионной площадке речь шла о полевых и дистанционных исследованиях ямальского феномена, который получил за последние два года всемирную известность.
    1766
  • 28/09/2020

    Взрывная мерзлота: откуда в ямальской тундре берутся воронки газовых выбросов

    ​В 2014 году на полуострове Ямал был обнаружен 25-метровый кратер, похожий на след падения метеорита, а в последующие годы в регионе было найдено еще несколько таких воронок. Разбираемся откуда они берутся, появятся ли они в будущем в других районах Арктики, и могут ли они быть опасны для промышленной инфраструктуры.
    894
  • 29/01/2021

    Cвоя наука ближе к делу

    ​​​Надымские газодобытчики первыми столкнулись с необходимостью комплексного решения вопросов освоения месторождений в арктических широтах. История компании – это история привлечения в производство новейших научных знаний и технологий.
    756
  • 16/10/2017

    Ученые получили уникальные данные о криогенных процессах на полуостровах Ямал и Гыдан

    ​Научные сотрудники Института криосферы Земли Тюменского научного центра СО РАН анализируют материалы комплексных геокриологических исследований, проходивших на территории Ямало-Ненецкого автономного округа в 2017 году в три этапа.
    1972
  • 20/05/2021

    На Ямале завершены исследования бугров пучения

    Завершилась экспедиция под руководством ведущего научного сотрудника сектора криосферы, кандидата географических наук Глеба Краева на стационар Еркута в южной части полуострова Ямал, где ямальский учёный совместно с коллегами из Института криосферы Земли Тюменского научного центра СО РАН и Западно-Сибирского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики им.
    900
  • 22/04/2021

    Ямальские учёные продолжают исследования мерзлоты

    Сразу две экспедиции ямальских учёных, мероприятия которых отвечают приоритетам нацпроекта «Наука», отправляются на этой неделе на Полярный Урал. Учёные продолжат балансовые наблюдения за ледником ИГАН и в рамках гранта Российского научного фонда проведут сейсморазведку и бурение бугров пучения на стационаре Еркута.
    427
  • 01/12/2016

    Сибирские учёные оценили опасности на месторождении в Бованенково

    ​​Бованенковское месторождение уже не первый год осваивается нефтяниками и газовщиками. Однако внешние природные воздействия создают различные опасности для строящихся инженерных сооружений. Поэтому команда геофизиков изучила территорию Ямала с помощью электротомографии (ЭТ), чтобы более подробно рассмотреть экзогенные процессы.
    2949
  • 10/08/2021

    Учёные на Ямале продолжают мониторинг мерзлоты

     Наблюдения за мерзлотой в естественных условиях проходит на ямальских стационарах Бованенково и Марре-Сале. В экспедициях принимают участие ученые Института криосферы Земли Сибирского отделения РАН, который является партнером Ямала по проекту НОЦ «Прогноз деградации мерзлоты и технология автоматизированного контроля несущей способности мёрзлых грунтов под объектами капитального строительства».
    530
  • 21/04/2021

    Президент РАН отметил работы сибирских учёных

    В резюмирующий доклад президента РАН академика Александра Михайловича Сергеева, посвященный приоритетным направлениям деятельности Академии наук по реализации государственной научно-технической политики в РФ и важнейшим научным достижениям, полученным российскими учеными в 2020 году, вошли результаты работ сибирских институтов.
    444
  • 09/07/2019

    НГУ и «Газпромнефть» создали НОЦ по развитию технологий добычи нефти и газа

    ​Компания «Газпромнефть» создала на базе Новосибирского государственного университета (НГУ) Научно-образовательный центр (НОЦ) по развитию нефтегазовых технологий. Центр объединяет исследователей научных институтов, студентов и сотрудников НГУ для решения научно-прикладных задач.
    1553