Исследователи из России нашли физические и химические процессы, способствующие проникновению соли в отложения подводной вечной мерзлоты, содержащие большое количество метановых гидратов. Новые данные позволят ученым точнее спрогнозировать будущее подобных залежей у берегов России. Работы ученых опубликованы в журналах Geosciences и Energy & Fuels, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу «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», – цитирует пресс-служба вуза ведущего научного сотрудника «Сколтеха» Евгения Чувилина.
Соединения воды и метана, остающиеся стабильными в условиях низкой температуры, высокого давления или при их комбинации, в больших количествах залегают на дне Северного Ледовитого океана. Метановые гидраты или клатраты образовались на дне арктических морей после начала ледникового периода, когда существенная часть Северного полушария находилась под толстым слоем льда.
Данная ледяная корка исчезла относительно недавно – около 15-20 тысяч лет назад, с завершением эпохи оледенения. Сейчас у ученых возникают опасения, что дальнейший процесс глобального потепления, затрагивающий и температуру воды мирового океана, приведет к постепенной дестабилизации гидратов или спровоцирует их взрыв на дне, что станет причиной выброса большого количества метана в атмосферу.
В конце 2021 года российскими учеными и их зарубежными коллегами были открыты свидетельства того, что процесс разложения указанных соединений метана ускоряется при накоплении соли в подводной вечной мерзлоте. Это открытие вынудило представителей науки детально изучить механизмы данного процесса.
В результате серии экспериментов Чувилин с коллегами установили, что соль ускоряет таяние только тех образцов подводной вечной мерзлоты, которые содержат соединения метана. При этом скорость деградации метановой мерзлоты сильно зависела от давления морской воды на грунт.
Также скорость процесса значительно отличалась в зависимости от типа соли. Наиболее сильную деградацию морской мерзлоты вызывает обычная поваренная соль и хлорид магния, а сульфаты натрия и калия оказывали на этот процесс меньшее воздействие.
Вооружившись полученными данными, ученые просчитали влияние попадания солей в приповерхностные слои грунта на температуру внутри вечной мерзлоты. Расчеты показали, что проникновение в почву ионов натрия, магния и хлора приводит к образованию точечных очагов с высокими и низкими температурами. Это необходимо учитывать в ходе прогноза последствий таяния морской вечной мерзлоты, пояснили химики.
Ранее заместитель директора Института физики атмосферы им А.М. Обухова РАН, заведующий лабораторией климатологии Института географии РАН Владимир Семенов заявил, что изменения климата могут привести к образованию степной зоны в Московском регионе.