Ученые из России выявили физические и химические механизмы, способствующие внедрению солей в подводные отложения вечной мерзлоты, содержащие большое количество гидратов метана.
Эта информация поможет ученым более точно прогнозировать будущее подобных месторождений у берегов России. Работа была опубликована в статьях в журналах Geosciences и Energy'n'Fuels. Результаты были объявлены пресс-службой Сколтеха во вторник.
— Существующие модели деградации вечной мерзлоты не учитывают процесс переноса солей, однако естественное и техногенное засоление вечной мерзлоты из-за контакта с морской водой или техническими жидкостями снижает температуру плавления грунта и ускоряет деградацию вечной мерзлоты. Этот аспект необходимо учитывать, и именно поэтому мы попытались понять всю сложность процесса, — сказал ведущий научный сотрудник Сколтеха Евгений Чувилин, слова которого цитирует пресс-служба вуза.
Огромные запасы так называемых гидратов метана, или клатратов, лежат на дне Северного Ледовитого океана. Так ученые называют соединения воды и метана, которые остаются стабильными при низких температурах, высоких давлениях или их сочетании. Большое количество клатратов появилось на дне всех морей Арктики после наступления оледенения, когда значительная часть северного полушария была покрыта толстой коркой льда.
Этот ледяной щит исчез относительно недавно, примерно 15-20 тысяч лет назад, когда закончилось оледенение. Теперь ученые опасаются, что дальнейшее повышение температуры мирового океана, связанное с глобальным потеплением, приведет к постепенной дестабилизации гидратов или даже взрыву их отложений на дне, а в атмосферу попадет огромное количество метана.
Соль и вечная мерзлота
В конце прошлого года российские ученые и их зарубежные коллеги обнаружили доказательства того, что процесс разложения этих метановых отложений ускоряет накопление солей в подводной вечной мерзлоте. Это открытие заставило ученых детально изучить, как соль влияет на обычную вечную мерзлоту и ее аналоги, содержащие большое количество гидратов метана.
Основываясь на этой идее, Чувилин и его коллеги провели серию экспериментов с разными образцами морской вечной мерзлоты и обнаружили, что соль ускоряет таяние только тех отложений, в которых присутствует метан. Последующие эксперименты и расчеты показали, что скорость деградации метановой вечной мерзлоты сильно зависела от того, насколько сильно море давит на сушу.
Кроме того, исследователи рассмотрели влияние различных типов солей и ионов на морскую вечную мерзлоту. Эти эксперименты показали, что поваренная соль и хлорид магния в наибольшей степени способствовали разложению отложений гидрата метана, а сульфат натрия и калия в меньшей степени ускоряли их растворение. Это необходимо учитывать при анализе того, как влияет на состояние почвы морская вода, содержащая большое количество различных солей.
Используя эту информацию, исследователи рассчитали, как проникновение солей в поверхностные слои почвы влияет на температуру внутри вечной мерзлоты. Эти расчеты показали, что проникновение ионов натрия, магния и хлора приводит к образованию точечных центров с высокими и низкими температурами. Это необходимо учитывать при прогнозировании последствий таяния морской вечной мерзлоты, заключили химики.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен