Craterul Yamal

craterul Yamal

Sus: 2015, jos: movilă și crater formate după explozie
Caracteristici
Diametru0,02 km
Tip decrater de ejectie de gaz 
Cea mai mare adâncime52 m
Locație
69°58′16″ N SH. 68°22′13″ E e.
Țară
Subiectul Federației RuseYaNAO
ZonăRegiunea Yamal
punct rosucraterul Yamal

Craterul Yamal  este o depresiune rotunjită de pe suprafața pământului cu un diametru de 20 m și o adâncime de peste 50 m, formată în perioada din toamna anului 2013 până în primăvara anului 2014 în partea centrală a peninsulei Yamal . În jurul pâlniei este un parapet făcut din pietre aruncate. Pâlnia nou formată s-a umplut rapid cu apă și până în toamna lui 2016 se transformase într-un lac [1] .

Inițial, au fost înaintate diverse ipoteze ale originii sale - de la teste militare până la căderea unui meteorit [2] . Ulterior, în cursul cercetărilor științifice, majoritatea oamenilor de știință au ajuns la concluzia că craterul s-a format ca urmare a așa-numitei ejecții de gaz - o explozie subterană a hidraților de gaz în topire cu o ejecție la suprafața masei de rocă de deasupra [ 1] .

Localizare geografică

Craterul este situat între coasta Mării Kara și valea râului Morda-Yakha , la 30 km sud de zăcământul de gaz Bovanenkovo ​​și la 4 km vest de gazoductul Bovanenkovo-Ukhta . Este situat pe teritoriul plat al tundrei din bazinul râului Myarongyakha (un afluent al râului Morda-Yakha), disecat de lacuri și pâraie [3] [1] . În această zonă, permafrostul este larg răspândit , cu o temperatură medie anuală de până la -7 °C și o adâncime sezonieră de dezgheț de până la 1 metru. Rocile sursă conțin lut nisipos , argilă și turbă , precum și cantități semnificative de gheață, adesea concentrată în lentile de gheață [4] .

Istoria formării craterului

Pe fotografiile de arhivă din spațiu , un deal este vizibil la locul formării unei pâlnii. În cursul studiilor dendrocronologice ale arbuștilor conservați, s-a dovedit că movila creștea de cel puțin 66 de ani [5] . Baza movilei avea 45–58 de metri lățime și aproximativ 5–6 metri înălțime. Vârful ei era acoperit cu zgomote cu vegetație erbacee, iar de-a lungul picioarelor creșteau tufe de salcie [3] [5] . Momentul de formare a pâlniei a fost determinat dintr-o serie de imagini din spațiu de diverse detalii, dar datele obținute au fost ambigue: unii cercetători cred că pâlnia s-a format în octombrie 2013 [3] , în timp ce alții cred că erupția este cel mai probabil. între 21 februarie și 3 aprilie 2014 [6] [7] .

Aparent, în sezonul cald din 2014, un lac a început să se formeze în crater, completat cu apă de topire și material de prăbușire a peretelui; până la sfârșitul anului 2014, adâncimea pâlniei până la marginea apei a scăzut la 25,5 m. 45-55 m și maluri abrupte de 6 m înălțime [8] , iar până în toamna anului 2016 apa a umplut complet pâlnia [1] .

Clădire

Pâlnia este situată pe zona de distribuție a terasei IV a genezei litoral-marine și marine, care formează suprafețele bazinului hidrografic la 42-48 m deasupra nivelului mării. Secțiunea terasei este compusă din depozitele cuaternarului superior ale formațiunii Kazantsevskaya. Suprafața terasei este disecată de văile râurilor ușor incizate, în cursurile superioare ale afluenților există numeroase bazine termocarstice ale lacurilor drenate ( khasyreev ). În cursul superior al unuia dintre pâraiele mici se află un mic khasyrey cu o înălțime de 19-22 m deasupra nivelului mării, la suprafața căruia este închisă pâlnia Yamal [3] . Conform analizei geomorfologiei, imaginilor satelitare [9] și studiilor geofizice [10] au fost stabilite semne ale prezenței a două falii discontinue cu deplasări verticale și orizontale, la intersecția cărora se află craterul Yamal.

Morfologie pâlnie

Partea superioară a craterului este o suprafață înclinată în formă de pâlnie, care se înclină în jos - așa-numitul „clopot”. Diametrul său exterior a ajuns la 25–29 m, iar adâncimea de dezvoltare a fost de 8 m. În partea de jos, pâlnia trece într-o secțiune cilindrică a pâlniei, cu pereți subverticali. Forma sa este eliptică în plan, semiaxa mică este de 14 m, iar semiaxa majoră este de 20 m. În timpul primei expediții, estimările privind adâncimea observată a marginii apei în lacul de la fundul pâlniei au depășit 50 m de suprafața pământului. Suprafața interioară a pereților cilindrului este complicată de o grotă mică și extinsă în partea inferioară a peretelui de nord-est. Până în noiembrie 2014, nivelul apei din lacul interior se ridicase la 24-26 m de la suprafață. În același timp, lățimea pâlniei a crescut din cauza topirii și prăbușirii pereților, iar pantele pâlniei au fost cel mai activ distruse [3] [11] .

În jurul pâlniei se află o „ pieptă ” cu diametrul de 70-72 m, care este o grămadă inelară de fragmente ejectate de roci înghețate de până la 4,5 m înălțime. La momentul măsurătorilor, volumul de rocă din parapet a fost redus cu De 6 ori din cauza topirii rocilor bogate in gheata. Masa principală de roci ejectate este concentrată pe marginea nordică a pâlniei [12] . În apropierea craterului se concentrează blocuri de roci înghețate și gazon cu diametrul mai mare de 1 m, răspândirea fragmentelor mici (0,1-0,2 m) de roci ejectate ajunge la 180 m [12] [3] [13] .

Structura geologică

Aproape întreaga secțiune a depozitelor afânate, expusă printr-o pâlnie la o adâncime de 50–60 m, este reprezentată de gheață masivă și nisipuri puternic înghețate și lut nisipos [12] [4] , caracteristice depozitelor terasei aluvio-marine III. , care sunt înlocuite dedesubt cu argile marine înghețate cu pietriș rar . Singura excepție este stratul apropiat de suprafață, de aproximativ 2 m grosime, format din roci nisipoase-argilacee înghețate și dezghețate. 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] [10] . În partea inferioară a pereților pâlniei, există multe caverne și grote identificate de unii cercetători [13] 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, au fost găsite urme ale numeroaselor emisii de fluide gazoase în gheața care acoperă partea inferioară a pereților craterului [13] .

La început, pereții craterului erau în principal rămășițele unui corp în formă de stoc de roci saturate cu gaz, compus din gheață celulară [15] . S-a caracterizat prin stratificarea subverticală de -a lungul marginilor, păstrată în pereții craterului, și prezența a numeroase goluri sub formă de celule rotunjite cu dimensiuni cuprinse între 2 și 40 cm, uneori combinate în lanțuri verticale, și o dezvoltare largă a deformari plastice si rupere. Numeroase celule 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 [13] [8] , deasupra zonei de disociere a hidraților de gaz într-un depozit de rezervor de mică adâncime s-a format un stoc poros de gheață saturată de gaz, de formă cilindrică, ca urmare a presiunii. migrarea verticală a fluidului și creșterea presiunii din rezervor. Filtrarea sub presiune a fluidelor a dus la numeroase deformații plastice ale rocilor înghețate ale stocului [16] , în urma cărora zona de dezvoltare a gheții celulare a stocului a fost separată de rocile gazdă printr-o fisură cu argile de deplasare și frecare [1] . 4] . Mișcarea sa ascendentă sub presiunea hidraților de gaz în descompunere, la contactele cu masa de rocă înconjurătoare, a condus la formarea unui strat intermediar de contact de roci înghețate cu stratificare subverticală și numeroase deformații plastice și discontinue [13] [16] . Până în iulie 2015, resturile unui stoc cu așternut subvertical s-au prăbușit în timpul dezghețării și prăbușirii pereților pâlniei, expunând o masă de rocă netulburată cu așternut suborizontal [13] .

Cercetare științifică

Pâlnia Yamal a fost descoperită de echipajul escadronului aerian Nadym în iulie 2014 [17] . Pâlnii similare au fost găsite mai devreme, dar nu au atras atenția [18] [6] . Cu toate acestea, de această dată, rapoartele despre descoperire și publicarea de imagini video au stârnit interesul la nivel mondial. La câteva zile după ce videoclipul a apărut pe net și știrea despre pâlnia neobișnuită a fost răspândită în mass-media rusă și mondială, prima expediție de recunoaștere de la Institutul Criosferei Pământului al SB RAS a pornit spre zona evenimentelor. . Pe 25 august a avut loc a doua expediție de recunoaștere [4] [19] [20] .

În perioada 13-18 septembrie 2014, o expediție complexă a IPGG SB RAS și Gazprom-VNIIGAZ a efectuat un complex de lucrări geologice, geofizice și geochimice pe dolină Yamal. O mare cantitate de muncă morfometrică a făcut posibilă elaborarea unui model tridimensional al pâlniei [9] , iar pentru a stabili o reducere semnificativă a volumului rocilor ejectate din cauza topirii, structura profundă a zonei a fost studiată în detaliu folosind metodele de tomografie electrică și sondare prin formarea câmpului în zona apropiată, s-a efectuat radiometrie [10] [14] . La începutul lunii octombrie, timp de câteva zile, angajații IPGG SB RAS au investigat structura internă a pâlniei, cu măsurători detaliate, studii geofizice și prelevare de probe.

Au fost organizate și alte expediții științifice. A doua expediție a avut loc în noiembrie 2014. Craterul și zona înconjurătoare au fost acoperite cu o rețea de profile georadar [21] și geoelectrice [22] . În vara anului 2015 a avut loc cea de-a patra expediție științifică a Academiei Ruse de Științe [23] . Tot în acest an, 2015, pe baza datelor de ecolocație și sondaj GPS, a fost compilat un model tridimensional al fundului lacului nou format la locul dolinei Yamal. 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. Ulterior, la acest GIS au fost adăugate informații despre 20 de mii de scurgeri de petrol și gaze [24] [25] .

Ipoteze de formare

Deja în primul an de cercetare științifică, oamenii de știință au abandonat toate versiunile de formare a craterului Yamal din cauze externe - conform datelor obținute, formarea craterului este asociată cu procese apropiate de suprafață în permafrost, care a dus la ejectarea unui strat puternic de rocă la suprafață. Majoritatea oamenilor de știință atribuie formarea craterelor concentrației fluidelor gazoase din partea superioară a secțiunii. Sursa fluidelor gazoase rămâne discutabilă - poate fi de natură profundă, poate migra la suprafață sau poate fi formată în timpul disocierii în masă a hidraților de gaz din rezervor în rezervoare de mică adâncime. Modelele fizico-chimice ale proceselor de formare a pâlniei nu pot reproduce încă formarea pâlniilor cu tocmai o astfel de morfologie [26] . Unii oameni de știință dezvoltă o ipoteză criovulcanică pentru formarea unui crater.

Ipoteza formării unei pâlnii de emisie de gaze

Creșterea temperaturilor aerului și a permafrostului din ultimul deceniu (în special vârful pozitiv din vara anului 2012) a dus la eliberarea de gaze din rocile înghețate și gheața din sol [4] . Prezența unui acoperiș suprapus cu o grosime de aproximativ 8 metri [27] din roci foarte înghețate de aproape de suprafață cu o temperatură negativă a avut un efect de ecranare, contribuind la acumularea pe termen lung a hidraților de gaz sub suprafață. Sub influența creșterii presiunilor mari de formare, vârful stocului a fost deformat timp de zeci de ani cu formarea unei movile mari. Ulterior, când a început înghețarea stratului activ în acoperișul înghețat al stocului , presiunile acumulate din rezervor au depășit presiunea rocilor de deasupra. În stadiul de dezvoltare a exploziei cauzate de o decompresie bruscă , rocile acoperișului de deasupra au fost aruncate și a început o zdrobire ca avalanșă a rocilor cavernoase saturate cu gaz comprimat, dezvoltându-se succesiv de la suprafață până la orizontul relicvei disociate. se hidratează gaz în baza stocului. Produsele ejectate zdrobite sunt redepuse pe terenul adiacent sub formă de parapeți [13] [18] . Un mecanism similar a fost descris în condiții de relief subacvatic și duce la formarea de urme [4]

În Yamal, sunt răspândite lacurile rotunde cu o depresiune în centru. Se crede că aceste lacuri sunt de origine termocarstică și sunt asociate cu topirea straturilor de gheață subterană. Deoarece prăbușirea pereților pâlniei Yamal din partea superioară a dus la expansiunea craterului, o scădere a adâncimii acestuia și, în cele din urmă, la formarea unui lac, este posibil ca alte lacuri din Yamal, care s-au format în timpul Optimurile climatice ale holocenului , sunt o consecință a procesului de eliberare a gazelor. Acest lucru este indicat de structura specifică a fundului unor astfel de lacuri: o parte centrală adâncă și un raft puțin adânc, vizibil în fotografiile aeriene [4] .

Ipoteza criovulcanului

În septembrie 2018, un grup de cercetători de la Universitatea de Stat din Moscova a publicat un articol în revista Scientific Reports în care afirmă că craterul Yamal este primul criovulcan descoperit pe Pământ . La temperaturi scăzute, în loc de roci topite, criovulcanii erup apă, amoniac, metan - atât în ​​stare lichidă ( cryolava ), cât și în stare gazoasă. În zona de permafrost terestră , principala substanță care formează roca este gheața. 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 zburătoare. Apoi, sub acțiunea presiunii hidrostatice care rezultă 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 puț. Obiecte similare sunt cunoscute pe Ceres , unde cel mai mare munte Akhuna , Enceladus , Pluto și alte corpuri cerești este considerat un criovulcan. Anterior, criovulcanii nu au fost încă descoperiți pe Pământ, dar experții nu exclud că aceștia pot fi nu doar în Arctica , ci pe întreaga planetă [1] .

Alte cratere

Pe lângă cel descris, pe peninsulă au fost găsite și alte cratere similare. În august 2020, 17 astfel de formațiuni geologice au fost descoperite, studiate și documentate în Yamal. [28]

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Sergey N. Buldovicz, 2018 .
  2. ↑ O pâlnie din Yamal este recunoscută ca criovulcan - National Geographic Rusia . Nat-geo.ru. Preluat la 13 februarie 2019. Arhivat din original la 28 ianuarie 2019.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kizyakov A.I., Sonyushkin A.V., Leibman M.O., Zimin M.V., Khomutov A.V. Condiții geomorfologice pentru formarea unei pâlnii de ejecție a gazelor și dinamica acestei forme în Yamal central  // Criosfera Pământului. - 2015. - T. XIX , Nr 2 . - S. 15-25 . — ISSN 1560-7496 . Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Leibman M.O., Kizyakov A.I. Un nou fenomen natural în zona de permafrost  // Priroda. - 2016. - Nr 2 . Arhivat din original pe 23 aprilie 2019.
  5. ↑ 1 2 Arefiev S.P., Khomutov A.V., Ermokhina K.A., Leibman M.O. Reconstituirea dendrocronologică a procesului de formare a unei movile de gaze la locul pâlniei Yamal  // Criosfera Pământului. - 2017. - T. 21 , Nr. 5 . - S. 107-119 . — ISSN 1560-7496 .
  6. ↑ 1 2 Sizov O.S. Analiza de la distanță a consecințelor emisiunilor de gaze de suprafață în nordul Siberiei de Vest  // Geomatică. - 2015. - Nr. 1 . - S. 53 - 68 . — ISSN 2410-6879 . Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  7. ↑ Erupții de gaz în peninsulele Yamal și Gydan . GEO ExPro (24 decembrie 2015). Data accesului: 13 februarie 2019. Arhivat din original pe 14 februarie 2019.
  8. ↑ 1 2 Streletskaya I.D., Leibman M.O., Kizyakov A.I., Oblogov G.E., Vasiliev A.A., Khomutov A.V., Dvornikov Yu.A. Gheața subterană și rolul lor în formarea unei pâlnii de emisie de gaze pe Peninsula Yamal .Buletinul  Universității din Moscova. Seria 5 - Geografie. - 2017. - Nr 2 . - S. 91-99 . Arhivat din original pe 21 septembrie 2018.
  9. ↑ 1 2 Kozhina L.Yu., Miklyaeva E.S., Perlova E.V., Sinitsky A.I., Tkacheva E.V., Cherkasov V.A. Manifestări moderne periculoase ale crioactivității - principalele rezultate ale studiului craterului Yamal  // Buletinul științific al Okrugului autonom Yamalo-Nenets. - 2015. - Nr 2 . - S. 19-28 .
  10. ↑ 1 2 3 Olenchenko V.V., Sinitsky A.I., Antonov E.Yu., Eltsov I.N., Kushnarenko O.N., Plotnikov A.E., Potapov V.V., Epov M.I. . Rezultatele studiilor geofizice ale teritoriului neoformației geologice „Craterul Yamal”  // Criosfera Pământului. - 2015. - T. XIX , Nr 4 . - S. 94-106 . Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  11. ↑ Vlasov A.N., Khimenkov A.N., Volkov-Bogorodsky D.B., Levin Yu.K. Procese explozive naturale în permafrost  // Știință și dezvoltări tehnologice. - 2017. - T. 96 , Nr. 3 . - S. 41-56 . — ISSN 2079-5165 . doi : 10.21455 /std2017.3-4 . Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  12. ↑ 1 2 3 Perlova E.V., Miklyaeva E.S., Tkacheva E.V., Ukhova Yu.A. Craterul Yamal ca exemplu de proces criogenic cu dezvoltare rapidă în condițiile de încălzire a climei din Arctica  // Colecția științifică și tehnică „Vesti gazovoy nauki”. - 2017. - Nr. 3 (31) . - S. 292-297 . — ISSN 2306-8949 . Arhivat din original pe 3 februarie 2019.
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Khimenkov A.N., Stanilovskaya Yu.V., Sergeev D.O., Vlasov A.N., Volkov-Bogorodsky D.B., Merzlyakov V.P., Tipenko G.S. . Dezvoltarea proceselor explozive în permafrost în legătură cu formarea craterului Yamal  // Arktika i Antarktika. - 2017. - Nr 4 . - S. 13-37 . - doi : 10.7256/2453-8922.2017.4.25094 . Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  14. ↑ 1 2 Eltsov I.N. și altele.Triunghiul Bermudelor din Yamal . Science First Hand (28 noiembrie 2014). - Volumul 59, Nr. 5, „Din Siberia - mereu nou”, ISSN 2310-2500. Consultat la 2 februarie 2019. Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  15. ↑ Khimenkov A.N., Stanilovskaya Yu.V. Model fenomenologic al formării pâlniilor de ejecție a gazelor pe exemplul craterului Yamal  // Arktika i Antarktika. - 2018. - 26 octombrie ( Nr. 03 ). - S. 1-25 . — ISSN 2453-8922 . - doi : 10.7256/2453-8922.2018.3.27524 . Arhivat din original pe 7 martie 2019.
  16. ↑ 1 2 Khimenkov A.N., Vlasov A.N., Volkov-Bogorodsky D.B., Sergeev D.O., Stanilovskaya Yu.V. Geosisteme fluid-dinamice în permafrost. 2 Partea. Geosisteme criolitodinamice și criogasdinamice  // Arktika i Antarktika. - 2018. - 18 iulie ( Nr. 2 ). - S. 48-70 . - doi : 10.7256/2453-8922.2018.2.26377 . Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  17. ↑ Elena Kudryavtseva. La epicentrul unei explozii de gheață  // Ogonyok . - 2018. - 17 septembrie ( Nr. 35 ). - S. 39 . Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  18. ↑ 1 2 Bogoyavlensky V.I. Emisii de gaze și petrol pe zonele terestre și acvatice din Arctica și Oceanul Mondial  // Foraj și petrol. - 2015. - Iunie ( Nr. 6 ). Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  19. ↑ Tatyana Buchinskaya. Oamenii de știință au dezvăluit misterul „găurilor” Yamal . Ziar rusesc (26 august 2014). Consultat la 2 februarie 2019. Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  20. ↑ O gaură uriașă apare în Siberia: un crater uriaș apare în „Sfârșitul lumii” . DailyMail (15 iulie 2014). Preluat la 2 februarie 2019. Arhivat din original la 30 iulie 2019.
  21. ↑ Volkomirskaya L.B. et al. Investigarea unei pâlnii pe Peninsula Yamal pe 10 noiembrie 2014 de către georadarul GROT 12 și GROT 12n  // Buletinul științific al Okrugului Autonomă Yamalo-Nenets. - Salekhard, 2015. - Nr. 2 . - S. 81-89 .
  22. ↑ Pervukhina E.A. Structura geoelectrică a locului de formare a unei pâlnii de emisie de gaze pe Peninsula Yamal conform datelor de tomografie electrică  // Proceedings of the 54th international science student Conference MNSK-2016: Geology. - Novosibirsk, 2016. - S. 54 .
  23. ↑ A patra expediție la pâlnia Yamal sa încheiat . News of Siberian Science (13 iulie 2015). Consultat la 2 februarie 2019. Arhivat din original pe 3 februarie 2019.
  24. ↑ Bogoyavlensky V.I., Bogoyavlensky I.V., Nikonov R.A. Rezultatele studiilor aerospațiale și expediționare ale emisiilor mari de gaze pe Yamal lângă câmpul Bovanenkovskoye  // Arktika: ecologie și economie. - 2017. - Nr 3 (27) . — doi : 10.25283/2223-4594-2017-3-4-17 . Arhivat din original la 1 iunie 2018.
  25. ↑ Bogoyavlensky V.I., Mazharov A.V., Bogoyavlensky I.V. Emisii de gaze din zona de permafrost a peninsulei Yamal. Rezultatele preliminare ale expediției din 8 iulie 2015  // Foraj și Petrol. - 2015. - iulie-august ( Nr. 7 ). Arhivat din original pe 2 februarie 2019.
  26. ↑ Oameni de știință siberieni: natura craterului Yamal este discutabilă . News of Siberian Science (17 decembrie 2018). Preluat la 2 februarie 2019. Arhivat din original la 29 ianuarie 2019.
  27. ↑ Epiphany V.I., Garagash I.A. Fundamentarea procesului de formare a craterelor de emisie de gaze în Arctica prin modelare matematică  // Arktika: ecologie și economie. - 2015. - Nr 3 (19) . - S. 12-17 . Arhivat din original la 1 aprilie 2017.
  28. ↑ Misterul craterului Yamal: oamenii de știință află motivele formării unei găuri uriașe

Literatură