Исследователи из России подобрали оптимальный метод составления карт морской вечной мерзлоты

Фото: Ярослав Никитин / GeoPhoto

Метод, который решили применять исследователи Московского физико-технического института (МФТИ) совместно с коллегами из других университетов, позволит ученым создавать и изучать трехмерные карты отложений морской вечной мерзлоты, расположенной на глубине до 20 метров от поверхности моря, и более точно прогнозировать, насколько быстро будут высвобождаться запасы метана, скрытые под вечной мерзлотой, сообщила пресс-служба института.

«Некоторые исследователи говорят даже о том, что вклад метана в потепление климата значительно больше, чем вклад CO2. Для изучения состояния многолетнемерзлых пород коллегами активно применяется электромагнитное зондирование становлением поля, позволяющее получить информацию об электропроводности горных пород, визуализировать  положение слоя вечной мерзлоты в разрезе и обнаружить зоны протаивания вечной мерзлоты. Потенциально это может помочь нам судить о том, насколько вечная мерзлота деградировала, и, соответственно, об интенсивности выделения в атмосферу Земли метана», – рассказывает Дмитрий Алексеев, старший научный сотрудник лаборатории скважинной, инженерной и разведочной геофизики МФТИ.

Залежи сухопутной и морской вечной мерзлоты скрывают в себе не только останки растений и животных, но и огромные запасы углеводородов, в том числе и в виде так называемых клатратов. Так ученые называют спрессованные и замороженные газовые гидраты, соединения воды и метана, которые остаются стабильными при низких температурах, высоком давлении или при их комбинации.

Запасы клатратов скопились в больших количествах на дне морей Арктики и в прибрежных регионах суши во время эпохи оледенения. Недавно они начали высвобождаться в результате роста температуры и изменений в рельефе местности, связанных с исчезновением ледовой шапки. Это приводит к высвобождения метана и появлению кратеров на дне океана и в приполярных регионах суши. Его применение позволит точнее прогнозировать скорость высвобождения метана, скрытого под многолетними льдами и следить за его влиянием на климат.

«При изучения состояния многолетнемерзлых пород и приповерхностных отложений пород на суше и в морях коллегами – геологами для изучения давно применяется методика TDEM. Нам удалось подтвердить эффективность технологии для получения изображений подводной вечной мерзлоты в условиях шельфа Арктики. Это крайне важно для понимания текущего состояния подводной системы и будущих исследований арктических морей», – отметил Дмитрий Алексеев.

Как правило, для проведения подобных замеров геологи размещают над изучаемым участком суши или моря набор из антенн и катушек, через которые периодически пропускается электрический ток. Это порождает ответные электромагнитные колебания в отложениях пород, характер которых зависит от их устройства, состава и структуры, что позволяет составлять трехмерные карты недр на глубине от нескольких десятков сантиметров до нескольких сотен метров.

Проведенные российскими исследователями расчеты указали на то, что методика TDEM хорошо подходит для изучения отложений морской вечной мерзлоты, расположенных на глубине до 20 метров от поверхности моря. Как объясняют ученые, ограничение связано с тем, что соленая морская вода хорошо проводит ток, что маскирует сигналы, вырабатываемые внутри отложений вечной мерзлоты в ответ на импульсы электричества, проходящие через наблюдательный прибор.

По словам Алексеева и его коллег, это не является проблемой для мелководных прибрежных регионов Восточно-Сибирского моря, где, предположительно, сосредоточено около 70% запасов морской вечной мерзлоты. Это позволяет использовать методику TDEM для составления точных карт распределения ее залежей по данному региону Арктики, подытожили ученые. Результаты работы опубликованы в журнале Geosciences.