Pâlnie de emisie de gaze, crater de emisie de gaze - depresiuni rotunjite de pe suprafața pământului, de la 4 la 20-30 m lățime și de la câteva zeci la 100 m adâncime. Aceste forme de relief sunt mai bine cunoscute publicului larg ca pâlnii în Yamal , sau pâlnii de gaz .
Primul crater cunoscut ( pâlnia Yamal ) a fost descoperit în vara anului 2014 și au fost descoperite ulterior câteva zeci de forme de relief similare. Curând s-a propus denumirea lor în literatura științifică pâlnii de emisie de gaze [1] . Pâlniile cunoscute sunt situate în regiunile subpolare ale Siberiei de Vest pe uscat, pe fundul râurilor și al lacurilor.
Natura formării acestor formațiuni este încă studiată, cauzele și mecanismul formării lor sunt neclare, dar majoritatea cercetătorilor sunt de acord [2] [3] că formarea lor are loc cel mai probabil sub influența proceselor fluidodinamice din permafrost , care duc la apariţia unor zone de acumulare a gazelor naturale libere în apropierea suprafeţei. În acest caz, atunci când presiunea de rezervor a fluidelor gazoase acumulate depășește presiunea rocilor de deasupra, poate avea loc o eliberare asemănătoare avalanșelor de roci saturate cu gaz. Alți cercetători consideră acest fenomen ca fiind corespunzător definiției criovulcanismului [4] [5] .
Peninsulele Yamal și Gydansky , unde au fost găsite majoritatea acestor doline, sunt situate într-o zonă de permafrost continuu (PFR) cu o temperatură medie anuală a solurilor de la -2-4 ° C în sudul peninsulei până la -7-9. ° C - în nord, și o dezgheț sezonier la adâncime nu mai mult de 1 m [6] . Datorită abundenței de lacuri de diferite forme și dimensiuni de pe peninsulă, permafrostul din Peninsula Yamal se caracterizează prin discontinuitate din cauza prezenței talikurilor sub lac de diferite grosimi. Parametrii vasului de dezgheț al lacurilor depind de mărimea, adâncimea și speranța de viață a lacurilor [7] .
Hidrații de gaz se formează în anumite rapoarte de temperatură și presiune în scoarța terestră. Zona subterană corespunzătoare acestor condiții este cunoscută sub denumirea de zona de stabilitate a hidratului de gaz (GZZ). În condiții normale, hidrații de gaz se pot forma în sedimentele de fund ale mărilor, oceanelor, mai rar lacuri adânci [8] . Sursa de gaz pentru formarea lor este, de obicei, un gaz de origine biogenă format de biosfera adâncă în grosimea sedimentelor de fund; poate fi și gaz catogenetic format la adâncimi mai mari în timpul descompunerii materiei organice în sedimente. Pe uscat, depozitele de hidrați de gaz sunt limitate în principal la zonele de dezvoltare a permafrostului din teritoriile subpolare. Sunt cunoscute o serie de depozite superficiale de hidrați de gaz, de exemplu, în zona zăcământului de petrol și condensat de gaz Bovanenkovskoye din Yamal, în timpul explorării, un orizont de hidrați de gaz a fost adesea observat la adâncimi de 50-70 m de la suprafață, care este mai înaltă decât limita superioară a WGI. Se crede că acești hidrați de gaz relicv s-au format în diferite condiții de presiune și temperatură - în timpul dezvoltării unei calote puternice de gheață în timpul erelor glaciare , în care limita superioară a WGI ar putea ajunge la suprafața pământului îngropată sub calota de gheață. După încheierea glaciației, hidrații de gaz care se află deasupra limitei WGI care îndeplinesc condițiile interglaciare pot rămâne păstrați într-o stare metastabilă în condiții de permafrost la anumite temperaturi pentru diferite adâncimi [8] .
Procesele explozive care însoțesc distrugerea unor forme de relief sunt cunoscute de mult în zona dezvoltării permafrostului. Anterior, acestea includeau doar explozii de hidrolacoliți și movile de gheață. Ele sunt asociate cu eliberarea fulgerătoare de gaze și apă, comprimate sub influența înghețului taliks -ului închis . În acest caz, se poate observa fie crăparea hidrolacoliților și movilelor de gheață, urmată de o creștere a givrării , fie formarea de cratere de explozie până la 5 m adâncime, cu eliberarea de mase mari de gheață și sol [2] [9] [10] .
Potrivit unor oameni de știință de la Moscova, pâlniile de emisie de gaze au multe în comun cu exploziile hidrolacoliților și movilelor de gheață [2] . În același timp, pâlniile de emisie gazoasă au o lățime mult mai mică la o adâncime mult mai mare, în comparație cu procesele apropiate de suprafață descrise anterior.
Hidrocarburile migrează pe verticală din numeroase zăcăminte de petrol și gaze. Locurile în care ies la suprafață se numesc înghițituri. Grosimea permafrostului din regiunile subpolare servește ca ecran cu permeabilitate scăzută și previne degazarea subsolului. Ca urmare, se formează mici depozite subpermafrost și intrapermafrost de gaz și apă în stare liberă sau hidratată. Fluidele gaz-apă din aceste acumulări migrează într-o direcție suborizontală către cotele locale ale limitei inferioare de permafrost (care se formează adesea peste depozitele de hidrocarburi și zonele de falie active cu flux de căldură crescut). Condiții favorabile pentru degazare sunt adesea observate pe fundul lacurilor mari de lungă durată, sub care se dezvoltă talik-uri. Sute de lacuri similare au fost identificate în Yamal [11] .
Pâlniile cunoscute au o morfologie destul de uniformă - o lățime mică, cu o adâncime semnificativ mai mare, prezența pereților puri ai craterului în partea de ventilație, extinzându-se în partea de sus sub forma unui clopot . În jurul pâlniei se află un parapet în formă de inel , format din roci aruncate din crater. Formarea unei pâlnii de emisie de gaze este precedată de formarea unei movile [12] .
S-a stabilit cu încredere că la locul apariției primului crater Yamal a existat anterior o movilă cu o lățime a bazei de 45–58 m și o înălțime de aproximativ 5–6 m .
Pâlniile în sine au, de regulă, forma unui cilindru eliptic subvertical, cu o priză conică în partea superioară. Diametrul porțiunii de ventilație variază de la 4 [10] la 14-20 m. Estimările adâncimii fundului în dolinele neinundate se ridică de obicei la zeci de metri [12] , ajungând uneori la 60-100 m [10] . Suprafața interioară a pereților craterului este complicată de numeroase caverne și uneori grote în partea inferioară. Secțiunea pereților este reprezentată în principal de așa-numita formațiune gheață - roci sedimentare cu gheață înaltă [12] [10] .
În jurul pâlniei, cercetătorii evidențiază un parapet - un morman inelar de pietre zdrobite aruncate din pâlnie. Răspândirea fragmentelor de rocă poate atinge primele sute de metri. Dimensiunea blocurilor de roci înghețate ejectate variază de la câțiva centimetri până la 1 metru, mai rar până la 5-8 m [12] . Parapetul poate fi observat şi lângă pâlniile formate pe fundul lacurilor termocarstice . Volumul de rocă din parapet se reduce rapid de până la 6 ori datorită topirii rocilor bogate în gheață din materialul ejectat [12] .
În unele cazuri, se observă formarea de fisuri concentrice de subsidență în jurul pâlniei [10] , ceea ce poate indica volume semnificative de degazare a unui depozit extins de rezervor.
Structura geologică va fi analizată pe exemplul celei mai studiate pâlnii Yamal .
În general, secțiunea depozitelor afânate la o adâncime de 50-60 m este reprezentată de gheață masivă și nisipuri puternic înghețate și lut nisipos [9] [13] . Singura excepție este stratul aproape de suprafață, de aproximativ 2 m grosime, format din roci nisipoase-argilacee înghețate și dezghețate sezonier. Conform datelor geofizice, la o adâncime de 60-70 m de la suprafață s-a stabilit prezența unui strat cu o rezistivitate electrică anormal de mare la o adâncime de 60-70 m, care este interpretat ca un rezervor de gaz asemănător stratului. hidrati sustinuti in plan [14] [15] . În partea inferioară a pereților pâlniei, există numeroase caverne și grote identificate de unii cercetători [2] cu zona de disociere a hidraților de gaz metastabili relicve. În probele de aer prelevate la fundul craterului, s-a observat în mod repetat un conținut crescut de metan . În timpul unei expediții de iarnă din noiembrie 2014, în gheața care acoperă partea inferioară a pereților craterului au fost găsite urme ale numeroaselor degajări de fluide gazoase [2] .
La început, pereții craterului erau rămășițele unui corp de roci saturate cu gaz, compus din gheață celulară. A fost caracterizată prin stratificarea subverticală de -a lungul marginilor, păstrată în pereții craterului, și prezența a numeroase goluri ( caverne ) sub formă de celule rotunjite cu dimensiuni cuprinse între 2 și 40 cm, uneori combinate în lanțuri verticale, și un dezvoltarea largă a deformațiilor plastice și de rupere. Numeroase caverne mici din aceste roci indică o saturație semnificativă a rocilor cu gaz tocmai în acest stoc. Conform ipotezelor unei echipe de cercetători de la Moscova [2] , deasupra zonei de disociere a hidraților de gaze într-un depozit de rezervor de mică adâncime s-a format un stoc cavernos de gheață saturată de gaz, de formă cilindrică, ca urmare a migrației verticale sub presiune a fluide și creșterea presiunii din rezervor. Filtrarea sub presiune a fluidelor a dus la numeroase deformații plastice ale rocilor înghețate ale stocului [16] [17] , în urma cărora zona de dezvoltare a gheții celulare a stocului a fost separată de rocile gazdă printr-o fisură cu deplasare și argile de frecare [13] . Mișcarea sa ascendentă sub presiunea hidraților de gaz în descompunere a condus la formarea unui strat intermediar de contact de roci înghețate cu stratificare subverticală și numeroase deformații plastice și discontinue la contactele cu masa rocă înconjurătoare [2] [16] . Până în iulie 2015, rămășițele unui stoc subvertical s-au prăbușit în timpul dezghețului și prăbușirii pereților pâlniei, expunând o masă de rocă sedimentară netulburată sub-orizontal .
Acoperișul rocilor bogate în gheață de aproape de suprafață, cu o temperatură negativă, suprapuse acestui stoc, ar fi trebuit să aibă un efect de ecranare, contribuind la acumularea pe termen lung a hidraților de gaz în corpul stocului de rocă. În cazul craterului Yamal, grosimea „anvelopei” era de aproximativ 8 m [18] . Sub influența creșterii presiunilor de formare anormal de mari, vârful stocului a fost deformat plastic timp de decenii cu formarea unei movile mari. Când presiunea de formare a depășit presiunea litostatică, sigiliul a fost distrus și s-a produs o ejectie explozivă la suprafața rocilor cavernoase ale stocului sub acțiunea unei decompresii și expansiuni puternice a gazelor în numeroase caverne. Ejecta zdrobită a fost aruncată afară și așezată în jurul unei pâlnii în formă de parapet [2] [19] .
Majoritatea cercetătorilor care au studiat prima pâlnie Yamal au fost de acord că aceste forme de relief s-au format datorită unei eliberări asemănătoare avalanșelor de gaze și roci saturate cu gaze în câteva secunde [2] [10] . Fluidele gazoase libere din rezervoare mici din partea superioară a secțiunii de sedimente neconsolidate (buzunare de gaz) pot fi fie sub formă de fluide libere, fie în compoziție de hidrați de gaz și au o origine biogenă sau catogenetică. Acumularea de gaz în buzunarele de gaz poate apărea din mai multe motive - fie disociarea rocilor de permafrost care conțin hidrat, fie din cauza afluxului de gaz din orizonturile subpermafrost, fie ar putea fi gaz biogen liber format în trecut de biosfera adâncă din fund. sedimente marine [16] [19] . Conform datelor de foraj din Peninsula Yamal, gazul găsit la adâncimi de până la 110 m este de obicei metan biogen [19] . Conform analizelor preliminare, în apele lacurilor formate în interiorul pâlniilor de emisie de gaze , probele cu metan biogen și termogen se disting prin compoziția izotopică a metanului [20] .
În consecință, saturația cu gaze naturale a rocilor din partea superioară a secțiunii, care este necesară pentru formarea unei pâlnii, poate avea 2 surse. În primul caz, depozitele de gaz biogenic și hidrați de gaz relicte, care se află în stare metastabilă, sunt considerate ca sursă. Când condițiile de mediu se schimbă (modificări de presiune, de temperatură a rocilor), depozitele de hidrați de gaz relicte încep să se disocieze odată cu eliberarea unor volume semnificative de fluide gazoase libere. Ca o altă sursă, sunt luate în considerare zăcămintele de gaze naturale din părțile mijlocii și inferioare ale secțiunii, care se află sub limita inferioară a dezvoltării permafrostului. Într-un fel sau altul, ei migrează treptat în sus, zăbovind pe bariere sub formă de straturi de roci impermeabile și limita inferioară a rocilor de permafrost. În zonele de dezvoltare a faliilor adânci, prin talik, gazul de adâncime pătrunde la suprafața pământului, unde fie iese treptat la suprafață prin grifoni mici, fie se acumulează în grosimea rocilor aproape de suprafață, formând condiții pentru formarea unui gaz. pâlnie de emisie. Echipele științifice au fost împărțite pe problema surselor de gaze pentru formarea pâlniilor de emisie de gaze.
Disocierea hidraților de gaz relicteStudii geofizice detaliate ale unui număr de cercetători au scos la iveală semne care indică dezvoltarea largă a orizontului hidraților de gaz relicte sub pâlnia Yamal și în zona adiacentă la adâncimi de 60-70 m de la suprafață [14] [20] , ceea ce corespunde la datele disponibile privind dezvoltarea largă a hidraților de gaz la adâncimi de 60-100 m în câmpul Bovanenkovo [16] . Disocierea hidraților de gaz s-ar fi putut produce ca urmare a unei scăderi accentuate a presiunii în timpul deformărilor rocilor tectonice, sau ca urmare a creșterii locale a temperaturii rocilor rezervor cauzată de influența proceselor termocarstice sub un lac existent anterior [21] [ 21] 20] , sau din cauza unei creșteri generale a temperaturilor permafrostului cauzată de procese de schimbări climatice globale [21] . În general, în timpul disocierii hidraților de gaz se eliberează până la 180 m3 de gaz și 0,8 m3 de apă [10] .
Cel mai probabil factor care a declanșat procesul de disociere a hidraților de gaz într-o zonă limitată, un număr de oameni de știință consideră formarea de boluri de dezghețare adâncă sub un lac existent anterior - impactul corpurilor de apă de suprafață existente este cel mai puternic factor de încălzire în zona de permafrost. Potrivit unor rapoarte, este suficientă creșterea temperaturii la adâncimea rezervorului de hidrați de gaz relicte la -1° - -3°C, astfel încât aceasta să ducă la destabilizarea și descompunerea acestora [16] . În timpul disocierii lor, se eliberează gaz liber și apă suprarăcită ( cryopegs ).
Unii oameni de știință [1] [13] atribuie schimbărilor climatice rolul principal în disocierea hidraților de gaz, în special, vara anormal de caldă a anului 2012. Potrivit datelor lor, creșterea temperaturii rocii a fost de 2,3°C, iar în timpul sezonului extrem de cald din 2012, adâncimea de dezgheț a crescut la 160 cm, ceea ce a dus la o activare neobișnuită a proceselor de denudare termică în Yamal Central. În acest caz, creșterea temperaturii ar fi trebuit să se extindă la o adâncime de până la 60 m, unde se află depozite relicte de hidrați de gaz. Dar, conform datelor stației geocriologice Marre-Sale VSEGINGEO din Western Yamal, temperaturile rocilor din intestine au rămas practic neschimbate în perioada 2001-2015, iar schimbările sezoniere ale temperaturii solului se estompează complet la o adâncime de 8 m. , iar ciclurile pe termen lung ale schimbărilor de temperatură dispar la o adâncime de 20 m de la suprafață [2] . Conform măsurătorilor din iulie 2014, adâncimea de dezgheț a zonei adiacente dolinei Yamal a variat de la 53 la 77 cm.
Migrarea gazelor subpermafrost la suprafațăÎn același timp, lucrările geofizice [20] au relevat limitarea locației craterului la nodul de intersecție a faliei și o grosime redusă a dezvoltării permafrostului direct sub crater. De asemenea, craterul este situat deasupra capcanei structurale-stratigrafice Yuzhno-Murta , promițătoare pentru hidrocarburi. Prezența unui flux de căldură crescut peste zăcămintele de petrol și gaze este însoțită de dezghețarea bazei de permafrost și de migrarea în sus a fluidelor gazoase, care ar putea servi și ca sursă de fluide gazoase acumulate în rezervor [20] . Există date privind degazarea semnificativă a subsolului în regiunea lacurilor Neito din centrul Yamal, ca urmare a eliberării gazelor din câmpul Neytinskoye prin zonele de falie permeabile la suprafață [22] . În acest caz, gazele migratoare pot scăpa în zonele cu flux de căldură crescut prin falii adânci care sparg întreaga grosime a depozitelor sedimentare sau, în regiunea limitei inferioare a dezvoltării permafrostului, pot migra în zone cu o grosime redusă a dezvoltării permafrostului sau zone de dezvoltare a prin taliks sub mari lacuri si rauri. În cazul talik-urilor, degazarea treptată va avea loc prin grifoni mici. În mod similar, atunci când se ciocnesc cu ecrane apropiate de suprafață, fluidele gaz-apă se vor acumula într-un volum limitat de roci, formând un stoc de roci saturate cu gaz [21] .
Formarea zonei de tranzitFluidele gaz-apă rezultate migrează în sus. Acest lucru se poate întâmpla atât prin grosimea rocilor înghețate, așa cum a fost stabilit pentru craterul Yamal, cât și prin talik-uri de-a lungul zonelor de falie sau sub rezervoare mari de suprafață cu viață lungă. În cazul filtrării sub presiune prin grosimea rocilor înghețate, zona de tranzit se transformă într-un stoc de gheață celulară [16] .
În partea superioară a secțiunii, pe traseul gazului migrator, există un strat de ecranare de permafrost (etanșare fluidă), care este impermeabil la fluidele gazoase [16] . Gazul acumulat se deplasează într-o direcție suborizontală spre ridicarea limitei inferioare a garniturii sau îndepărtarea acestora. În partea superioară a secțiunii sunt bine cunoscute canale verticale pentru migrarea fluidelor gazoase - așa-numitele conducte de gaz [23] . De obicei, aceștia trec prin talik-uri de pe malul lacului sau zone slăbite în roci de gheață. Prin aceste canale, fluidele gazoase se pot ridica aproape de suprafață. În absența unei etanșări aproape de suprafață, se formează un grifon, în care are loc degazarea treptată. Ulterior, lacul ar putea fi fie drenat și redus foarte mult în dimensiune, fie fundul său ar putea fi deformat ca urmare a presiunii în creștere a rezervorului. Când fundul lacurilor drenate (khasyreys) îngheață sub stratul de suprafață al rocilor înghețate impermeabile la fluide gazoase, se formează o zonă de concentrare a fluidelor gazoase. Treptat, se formează un corp saturat cu gaz - un stoc, în cazul craterului Yamal, care avea un diametru de puțin peste 15 m și o înălțime de aproximativ 40-50 m [2] [21] . Creșterea presiunii din rezervor duce la deformarea plastică a etanșării impermeabile, cu formarea unui deal deasupra zonei de tranzit și concentrare [21] . Ulterior, atunci când presiunea de formare a fluidelor depășește presiunea masei de rocă de deasupra, etanșarea este distrusă și are loc o ejecție explozivă a rocilor tijei. În stadiul de dezvoltare a exploziei cauzate de decompresie bruscă, are loc o zdrobire asemănătoare unei avalanșe a rocilor cavernoase ale stocului saturate cu gaz comprimat, care se dezvoltă ca o avalanșă de la anvelopa din vârf până la orizontul hidraților de gaz relicva disociați. la baza stocului, ceea ce duce la apariţia unei adâncituri cilindrice înguste cu adâncimea de zeci de metri [2] [19 ] [18] . Modelul distrugerii succesive a materialului poros al stocului este apropiat de procesele care au loc direct la începutul erupțiilor vulcanice în timpul decompresiei materialului magmatic în fierbere bruscă, solidificare și zdrobire în aerisirea vulcanului [21] . În acest caz, materialul puternic înghețat ejectat este depus în jurul craterului de ejecție sub forma unui parapet care se topește activ.
În septembrie 2018, un grup de cercetători de la Universitatea de Stat din Moscova a publicat un articol în jurnalul științific de autoritate Scientific Reports în care afirmă că craterul Yamal este primul criovulcan descoperit pe Pământ [5] . La temperaturi scăzute, în loc de roci topite, criovulcanii aruncă apă , amoniac , metan - atât în stare lichidă ( criolava ), cât și în stare gazoasă . În zona de permafrost terestră , principala substanță care formează roca este gheața. [24] Conform ipotezei oamenilor de știință, astfel de cratere se formează după cum urmează: gazul de origine biogenă se acumulează într-un talik adânc sub un lac termocarst - așa apare o movilă agitată. Apoi, sub acțiunea presiunii hidrostatice , rezultată din înghețarea și dezghețarea gheții de permafrost, dioxidul de carbon explodează și începe o erupție de apă și roci topite, care poate dura până la o zi. După explozie, se formează un crater, înconjurat de un metereze. Obiecte similare sunt cunoscute pe Ceres , unde cel mai mare munte este considerat criovulcan, Enceladus , Pluto și alte corpuri cerești. Anterior, criovulcanii nu au fost încă descoperiți pe Pământ, dar experții nu exclud că aceștia pot fi nu numai în Arctica , ci pe întreaga planetă. [25] [26]
Dar nu toți cercetătorii sunt de acord cu acest punct de vedere. Oamenii de știință de la Institutul de Geologie și Geofizică a Petrolului din Filiala Siberiană a Academiei Ruse de Științe consideră că natura craterului Yamal rămâne discutabilă. Ei susțin că studiile de teren ale dolinelor similare vorbesc despre alte motive pentru apariția lor. Deci, la 30 de ore după formarea unei pâlnii pe râul Seyaha , mai mult de 90% din componentele volatile ale metanului au fost găsite în amestec. Totodată, în iulie 2014, s-a observat și un conținut crescut de metan peste craterul Yamal. În plus, conform martorilor oculari, unele cratere de pe Yamal au explodat prin aprindere. Însuși faptul aprinderii contrazice ipoteza criovulcanică [27] .
Datorită creșterii semnificative a presiunii rezervorului în timpul disocierii hidraților de gaz sau a concentrației fluidelor gaz-apă în apropierea suprafeței, aceasta va duce la deformarea acoperișului aproape de suprafață care protejează stocul și la formarea unei forme de relief pozitive - o deal [2] , care este similar ca aspect cu dealurile criogenice clasice ( pingo, bulgunnyakh, hidrolacolit) [28] .
La studierea imaginilor de arhivă prin satelit, a fost observată prezența unui deal la locul formării ulterioare a unei pâlnii. Studiile dendrocronologice ale arbuștilor conservați, efectuate de oamenii de știință din Tyumen, indică durata de creștere a movilei de la locul craterului Yamal pentru cel puțin 66 de ani [29] . Lățimea bazei sale a fost de 45–58 m, iar înălțimea sa a fost de aproximativ 5–6 m. ani înainte de erupția sa în 2017 [30] . Vârful movilei era acoperit cu țâșni cu vegetație erbacee, iar de-a lungul piciorului ei creșteau tufe de salcie [12] [29] . Prelucrarea stereoperechilor de imagini satelitare ale zonei în care a provenit pâlnia Antipayutinsky a relevat o dimensiune mai mică a movilei care a precedat formarea craterului - 2 m înălțime și 20 în lățime [31] .
Unii cercetători sugerează că, odată cu o creștere rapidă a presiunii și o dezvoltare accelerată a unui stoc de roci saturate cu gaze, stadiul formării humock-ului poate fi slab manifestat sau chiar absent [10] [21] .
Conform datelor de modelare matematică pentru pâlnia Yamal, pentru distrugerea unui capac din roci înghețate cu o grosime de aproximativ 8 m, este suficientă creșterea presiunii din rezervor până la 12,5 atm. Răspândirea fragmentelor de rocă în timpul ejectării este de obicei de zeci de metri, ajungând uneori la 300–900 m [11] .
Potrivit unor rapoarte, locuitorii din nordul Siberiei de Vest au asistat în mod repetat la formarea pâlniilor de emisie de gaze, care au fost adesea însoțite de autoaprinderea amestecului gaz-aer [32] . În cazul aprinderii gazului degajat în timpul emisiei de gaz, forța exploziei se înmulțește de mai multe ori. Există câteva dovezi foto și video. De asemenea, conform oamenilor de știință, într-una dintre noile pâlnii s-au repetat procesele de creștere și erupție a movilelor [33] .
După formarea lor, pâlniile de emisie de gaze situate în lacuri și albiile râurilor sunt inundate rapid, iar acele pâlnii care au fost amplasate pe zone înalte - în decurs de câțiva ani [34] [35] . Acest lucru este însoțit de topirea activă și prăbușirea rocilor bogate în gheață din pereții craterului. Când punțile dintre lacurile învecinate sunt distruse, ele fuzionează și formează lacuri de formă complexă [36] .
Există dovezi că degazarea solurilor din cratere continuă chiar și după formarea lor. Conform măsurătorilor din craterul Yamal din iulie 2014, s-a observat un conținut crescut de metan în apropierea fundului pâlniei (până la 9,8%) [1] . Ulterior, apa din lacul interior a avut un conținut de metan care era cu un ordin de mărime mai mare decât conținutul său din lacurile învecinate, cele mai mari valori fiind notate după ce lacul interior a fost acoperit cu gheață [20] .
După formarea pâlniei Antipayutinsky în toamna anului 2013, între 8 martie 2016 și 16 iulie 2017. s-a înregistrat aspectul unei movile mari în interiorul pâlniei care se prăbușește. Cercetătorii de la Moscova notează continuarea proceselor gaz-hidrodinamice active în interiorul pâlniilor nou formate și nu exclud posibilitatea unor erupții repetate [34] .
Pe Peninsula Yamal au fost identificate 6 tipuri principale morfogenetice de lacuri: așezate, termocarstice (lunca), deep-hollow, khasyrey (reziduală), în formă de mărgele și tectonice [7] . Lacurile adânci se caracterizează în principal printr-o formă izometrică, prezența unui „raft” puțin adânc și un mijloc adâncit. Oamenii de știință au remarcat, de asemenea, că în timpul măsurătorilor de masă ale adâncimii lacurilor de diferite tipuri, chiar și a celor relativ puțin adânci, au fost găsite depresiuni în formă de pâlnie la fundul acestora. În timpul coborârii lacului, aceste depresiuni s-au transformat într-un rezervor izolat, alimentat cu apă subterană sub presiune, și, prin urmare, au fost desemnate drept „orificii de evacuare a hidrovulcanilor” [7] . În legătură cu descoperirile recente, a apărut ipoteza formării majorității lacurilor de acest tip în anii precedenți, inclusiv în perioada optimului climatic holocen , dacă factorul climatic joacă rolul principal ca motor al activării proceselor explozive. de degazare a intestinelor [13] [37] .
Odată cu începutul dezvoltării active a teritoriilor subpolare , cercetătorii și marile companii au acordat o atenție sporită nordului Siberiei de Vest . Pâlnii similare au mai fost găsite, dar nu au atras atenția [19] [36] .
Craterul Yamal a fost descoperit de echipajul trupei aeriene Nadym la sud de câmpul de condensat de petrol și gaze Bovanenkovskoye în iulie 2014 [38] [39] . Rapoartele despre descoperire și publicarea materialelor video au stârnit interesul la nivel mondial. La câteva zile după apariția videoclipului în rețea [40] [41] [42] și răspândirea știrilor despre o pâlnie neobișnuită în media națională [43] [44] și străină [45] [46] [47] , prima expediție de recunoaștere a pornit în zona evenimentelor de la Institutul Criosferei Pământului SB RAS [48] [49] [50] .
În cursul anului 2014, au fost descoperite în total 6 cratere mari de emisie de gaze [19] . În perioada până în 2016, numărul de doline mari identificate pe uscat a ajuns la 10.
Pentru a sistematiza datele despre pâlniile de emisie de gaze formate anterior și potențial periculoase , sistemul de geoinformații „Arctic and the World Ocean” (GIS „AMO”) a fost creat la Institutul de Cercetare a Petrolului și Gazelor, Academia Rusă de Științe [11] [35] [51] . Ulterior, la acest GIS au fost adăugate date despre 20 de mii de scurgeri de petrol și gaze.
După deschiderea pâlniilor de emisie de gaze, IPOG RAS, împreună cu Roskosmos, monitorizează starea tuturor obiectelor neobișnuite asociate cu emisiile de gaze folosind materiale de teledetecție Pământului [11] [36] .
De la descoperirea tuturor obiectelor anormale asociate cu emisiile de gaze, OGRI RAS, în cooperare cu Roscosmos State Corporation, a monitorizat starea acestora folosind materiale de teledetecție a Pământului (ERS), inclusiv satelitul intern Resurs-P.
Toate gurile de gaze cunoscute din septembrie 2018 sunt situate în nordul Siberiei de Vest, în zone de dezvoltare a permafrostului, în principal pe Peninsula Yamal și Peninsula Gydan.
În cadrul acestui teritoriu, distribuția lor este inegală. Primele pâlnii cunoscute sunt limitate la teritorii cu un flux de căldură anormal de mare pentru Yamal, cu falii tectonice care pătrund în grosimea depozitelor libere. În aceeași zonă din Yamal Central, în zona de dezvoltare a câmpului de condens de gaz Neytinskoye, cu falii adânci și flux ridicat de căldură, au fost găsite semne ale numeroaselor infiltrații de gaz și cratere pe fundul și malurile lacurilor albastre Neito. [34] [22] [52] . Sute de obiecte asemănătoare craterelor au fost găsite pe fundul multor lacuri termocarstice din Peninsula Yamal, unele dintre ele prezintă uneori turbiditate ascuțită a apei și apariția unor curenți puternici de turbiditate, precum și multe zone cu urme de infiltrații de gaz în gheață. a lacurilor, ceea ce indică activitatea acestora [52] .
Limitarea unui număr de pâlnii deschise de emisie de gaze la zăcămintele de hidrocarburi , apropierea acestora de infrastructura minieră și de transport reprezintă o amenințare pentru populația din regiunile polare, clădirile capitale și instalațiile liniare (inclusiv conductele ) [53] .
De asemenea, un anumit pericol este cauzat de autoaprinderea unui amestec de gaze cu aer, care a fost observată în mod repetat în timpul erupțiilor de pâlnii, ceea ce duce uneori la un incendiu în zona înconjurătoare, caz în care este posibilă o explozie volumetrică , similar cu exploziile din apropierea orașului Sasovo din 1991-92 [34] [22] .
Fiind unul dintre varietățile de procese care însoțesc degazarea intestinelor, emisiile semnificative de gaze naturale ar trebui să conducă la o accelerare a proceselor de încălzire globală . Metanul este unul dintre gazele cu efect de seră semnificativ . O serie de cercetători se așteaptă, în cazul încălzirii globale continue, la o creștere semnificativă a emisiilor de gaze din permafrost, care va provoca un feedback pozitiv și va exacerba tendințele negative .