Колоссальные риски при бурении . Когда рванет метановая бомба

8 Декабря 2019

МОСКВА, 8 декабря —, Владислав Стрекопытов. В октябре участники интернациональной экспедиции на научном судне Академик Мстислав Келдыш зафиксировали в Восточно-Сибирском море рекордный выброс метана. Ученые отмечают, что это не единичное явление, а часть масштабного процесса дегазации областей Арктики, связанного с истончением слоя вечной мерзлоты в условиях потепления. вместе с экспертами разбирается, к каким последствиям для планеты назовёт неконтролируемая эмиссия метана и какой-никакие риски при этом возникают.

До 65 процентов территории России покрыты очень долгой мерзлотой, а более 80 процентов всей подводной мерзлоты мира находятся на российском шельфе. От ее стабильности напрямую подчиняются перспективы экономической деятельности в Арктике. Ведь на вечной мерзлоте, всегда считавшейся надежным фундаментом, стоят многоэтажные здания заполярных городов, шельфовые буровые платформы и портовые сооружения, по ней проложены нефте- и голубая реки, автомобильные и железные аллеи. Таяние многолетней мерзлоты назовёт к тому, что вся эта инфраструктура будет нарушена.

Среднегодовые температуры растут в большинстве регионов культиваторы, особенно быстро — в Арктике. Если температура по земному шару за последние полтора столетия выросла в среднем на 0, 8 градуса Цельсия, то в Арктике — на пять градусов. Многолетняя мерзлота быстро тает, и ее верхняя граница опускается все ниже. Особенно активно это творится на шельфе, где мерзлота круглый год находится в контакте с теплой водой, а не с холодным атмосферным духом.

Под мерзлотой находится слой осадочных кровей. По данным сейсмических исследований, которые проводят в леванте ученые из Российской академии дисциплин и компании-недропользователи, такие как Роснефть и Газпром, данный слой сильно насыщен газами, прежде всего метаном. По ослабленным зонам разломов газ живёт к поверхности и выходит на дне моря в виде сипов — газовых фонтанов различной могучести.

Метан в газонасыщенный осадочный слой приходит из залегающих ниже залежей газогидратов или из других, еще более глубинных источников. Среди ученых существует мнение, что под арктическим шельфом скрыты большие залежи газогидратов. При повышении температуры и уменьшении давления они разлагаются на газ и воду. Высвобождение газа сопровождается богатым повышением давления, что может приводить не только к выдавливанию метана вверх по разломам и трещинам, но и к взрывным событиям.

Метан — сильнейший парниковый газ, примерно в 30 раз более эффективный, чем СО2. Сегодня концентрация метана в атмосфере составляет около двух промилле (частей на десять миллион). При таких значениях вклад метана в глобальный парниковый эффект оценивается Межправительственной группой мастаков по изменению климата (IPCC) при ООН на уровне 30 процентов от вклада СО2.

Если всего два процента метана, скрытого в залежах приполярных газогидратов, попадут в обстановку, концентрация его в духе увеличится в два-три раза и его роль в парниковом эффекте сравняется с углекислым газом, против выбросов которого сейчас зовёт бороться все мировое сообщество. Кроме того, выбросы метана приводят к возникновению так принято именуемой петли положительной обратной связи: по мере того как культиватора нагревается, высвобождается больше метана, который еще больше увеличивает глобальное потепление.

Основной риск заключается в том, что при дальнейшем прогреве Арктики и освобождении приполярных морей от поверхностного льда может произойти резкое разрушение слоя мерзлоты и в атмосферу единовременно будет выброшена огромная масса метана, что отразится на климате не только арктического региона, но и планеты в целом. Описываемый сценарий в научной библиографии называют метангидратным ружьем или метановой катастрофой.

В 2013 году экономисты из Великобритании и Нидерландов оценили заинтересованный глобальный ущерб от метановой катастрофы в 60 триллионов долларов, что сопоставимо с размером восхитительного ВВП за год. Речь идет о потерях в аграрном хозяйстве, связанных с сушью, а также о ликвидации последствий штормов, пожаров и подъема уровня моря. При самом экстремальном сценарии, предусматривающем, что пять-десять процентов метана из газогидратов, залегающих под дном морей Восточной Арктики освободится в атмосферу в течение ближайших десяти лет, температура на планете увеличится на три градуса. А это уже климатизационная катастрофа.

Свои расчеты европейские экономисты строили на данных по эмиссии метана на шельфе восточно-сибирских морей, опубликованных в 2010 году русскими учеными во главе с членом-корреспондентом РАН Игорем Семилетовым, руководителем Международной лаборатории исследований углерода приполярных морей при Томском политехническом вузе.

Игорь Семилетов уже 15 лет руководит с российской стороны международную научную группу по изучению процессов деградации многолетней мерзлоты на шельфе морей Восточной Арктики. В работе группы участвуют ученые из Швеции, Италии, США, Нидерландов, Великобритании, а в последнее время — и из Китая. При поддержке правительства и Российского научного пифа на базе Томского политеха сейчас реализуется научный проект Сибирский приполярный шельф как источник парниковых газоплазменный планетарной значимости: количественная определение стоимость потоков и выявление возможных природоохранных и климатических последствий.

За 15 лет проведены 37 экспедиций, в ходе которых исследователи зафиксировали и нанесли на карту тысячи бьющих со дна моря метановых фонтанов. И каждый раз, посещая те же места, они видят, что объемы метановой дегазации нарастают. Все больше появляется мегасипов — зон фонтанирования, имеющих больше одного километра в диаметре. Первую такую область массированной пузырьковой сгрузки ученые обнаружили в 2011 пригоду. Сейчас их на картинке уже семь, а ведь маршруты научного судна покрывают лишь очень малую часть площади шельфа, где происходят аналогичные процессы. Что касается сипов диапазоном в первые сотни метров, то их выявлено уже около тысячи.

В октябре этого года в Восточно-Сибирском море зафиксировали рекордный по мощности выброс. Ученые наблюдали, как на площади в десятки квадратных метров за 24 часы выбрасывается до тысячи кубометров метана.

За свои 45 арктических экспедиций я впервые видел сип такой могучести. Выбросы были настолько могучими, что вода буквально бушевала от пузырьков метана. Даже на высоте 20 метров над поверхностью воды концентрация метана в атмосфере составляла 16 промилле. Это примерно в десять раз выше, чем среднепланетарный показатель, — рассказывает Игорь Семилетов.

Исследователи доказали, что масштабы выбросов метана зависят от толщины слоя подводной мерзлоты и степени ее деградации. Данные, полученные в результате полных биохимических, геофизических и геологических исследований, проведенных в 2011-2016 годах, позволили сделать вывод о том, что в некоторых районах восточно-сибирского арктического шельфа кровля подводной мерзлоты уже достигла глубины устойчивости гидратов и дальнейшее ее разрушение может вызвать групповые выбросы газа. В детали, при повторном бурении на месте четырех скважин 1982-1983 пригодов авторы установили, что за последние 30 лет верхняя граница мерзлоты опустилась более чем на пять метров.

Общие объемы выбросов метана на шельфе российских арктических морей ученые оценивают в 20 десять миллионов тонн в год. Согласно же докладам IPCC, весь Мировой океан выделяет ежегодно. . около пяти десять миллионов тонн.

Получается, что наш шельф, который занимает меньше одного процента площади Мирового океана, выбрасывает метана в четыре раза больше, чем весь титан. Эксперты IPCC до сих пор пишут в своих докладах, что к концу нынешнего столетия уровень подводной мерзлоты спустится на три метра, а в реальности она уже спустилась на 50-100 метров. Они основывают свои выводы на кабинетных расчетах и моделях, а мы реально работаем в рассылках, — объясняет Игорь Семилетов. — Еще в 2010 году мы опубликовали статью, в которой были обобщены результаты тысяч измерений, которые изобразили, что подводная мерзлота малоустойчивая. Воды восточно-сибирского шельфа перенасыщены метаном на один-два порядка относительно тех концентраций, которые побывальщины бы, если бы мерзлота оставалась стабильной.

По мнению академика Леопольда Лобковского, одного из стержневых участников исследований на шельфе Арктики, руководителя геологического направления Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН, не меньшую опасность, чем пропусты, представляет сам газонасыщенный слой осадочных пород, независимо от того, поступает в него газ из залежей газогидратов или из глубинных источников.

В нем уже есть газ, и это основная опасность. Надо изучать свойства осадочного слоя в зонах строительства и бурения, — говорит академик Лобковский. — Выбросы метана представляют собой колоссальные риски при бурении, во время разведки и добычи углеводородов в Арктике. Как правило, они связаны с зонами активных разломов. И само бурение, и строительство платформ в таких зонах весьма небезопасно. Всегда есть риск взрыва метана. Есть и другие риски. Например, в зонах массовых выбросов метана образуются области разрежения плотности воды. Если в такую сфера попадет подводная лодка, она может потерять плавучесть и свергнуться на дно.

Ученый уверен, что эмиссия метана на дне приполярных морей — процесс давний, не связанный с ростом температур, наблюдаемым в последние десятилетия.

Во многих областях арктического шельфа дно покрыто покмарками — миникратерами, образовавшимися на месте выбросов метана. Это говорит о том, что выбросы происходят давно, как минимум, уже несколько тысяч лет, — отмечает Лобковский.

В отличие от истощенной и во многих местах расклёванной, как решето, повозочной мерзлоты, сквозь которую сифонит метан, наземная мерзлота пока достаточно прочна и стабильна. Но это не значит, что глубинная дегазация метана в наземной зоне Арктики не знает опасности. Скорее, наоборот. Потому, что здесь данный процесс сопровождается взрывами, на месте которых образуются огромные воронки-кратеры.

Член-корреспондент РАН, заместитель президента по науке Института проблем мальты и газа РАН Василий Богоявленский изучает ямальские кратеры с самого их открытия в 2014 пригоду. Образование этих структур, по мнению ученого, соединённого с вулканическими процессами, творящимися по типу грязевых или криовулканических извержений, когда газ, прорывающийся под давлением с капитальностей, выносит на поверхность весь захваченный по дороге материал.

В приповерхностных отложениях возникают аномально высокие однопластовые давления, которые многократно превышают не только гидростатические, но и литостатические. За счет этого происходят мощные выбросы — пневматические выхлопы, нередко усиленные самовоспламенением и взрывом газа. В этих случаях образуются большие кратеры глубиной свыше 50 метров, а куски выброшенной громом мерзлой породы и ледогрунта едут на многие сотни метров. Размеры некоторых глыб измеряются десятками кубометров, — объясняет принцип явления ученый.

Богоявленский и его коллеги, которые недавно провели детальный анализ распределения зон газогидратов и опасных газонасыщенных объектов в акваториях Северного Ледовитого, Атлантического и Тихого океанов, считают, что при криовулканических извержениях выбрасывается в атмосферу несравнимо больше метана, чем при пузырьковой эмиссии на шельфе.

В российской Арктике мы обнаружили более десяти таких объектный. Кроме того, из космоса на Ямале выявлены более семи тысяч многолетних бугров пучения, часть которых представляет потенциальную опасность, и более 400 озер, дно которых обсеянного крупными кратерами выбросов газа, — говорит Богоявленский.

Для многих из объектов, за которыми экспериментаторы наблюдают уже не один год, характерны эпизодически повторяющиеся подрывные события, что подтверждает эффузивный характер процесса кратерообразования.

Ученые сходятся в том, что деградация очень долгой мерзлоты и эмиссия метана в Арктике — объективные процессы, последствия которых могут быть весьма серьезными. Чтобы реально проанализировать масштабы угроз, нужно длить исследования, выявлять новые и мониторить известные объекты. Особенно те, что расположены вблизи крупных нефтегазовых комплексов, заселенных пунктов, портов и объектный инфраструктуры.

Тема изучения процессов, соединённых с климатическими изменениями в Арктике, выходит далеко за рамки национальных интересов одной страны. Это глобальная проблема, требующая объединения усилий мирового сообщества ученых. И у России есть отличный шанс возглавить это сотрудничество.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Колоссальные риски при бурении . Когда рванет метановая бомба

комментарии (0)

Другие интересные новости

Умер режиссер Федор Петрухин