Ученые разгадали, как образуются гигантские кратеры, которые появляются в вечной мерзлоте Западной Сибири на полуостровах Гыдан и Ямал. Эти геологические структуры шириной до 30 метров и с глубиной порядка 164 метров с момента первого обнаружения в 2014 году оставались предметом научных дискуссий. Исследователи из Норвегии и РФ пришли к выводу, что они формируются не только из-за поверхностного таяния мерзлоты — но и в результате выбросов метана большой мощности из подземных пластов, залегающих на значительной глубине.
Уникальность этих образований заключается в их локализации исключительно в Западной Сибири, хотя процессы таяния вечной мерзлоты происходят по всей Арктике. Это противоречие заставило ученых рассмотреть альтернативные гипотезы их появления. Проведя физическое моделирование, исследователи установили, что неглубокие полости в мерзлоте не способны накапливать достаточное давление для создания таких масштабных кратеров. Решающую роль играют глубинные скопления метана, которые поднимаются по тектоническим разломам над крупными газовыми месторождениями.
Ключевым элементом механизма стало истончение вечной мерзлоты в местах пересечения разломов с водоемами, где образуются талики — участки незамерзающего грунта. Эти зоны становятся слабыми точками, через которые подземный газ прорывается на поверхность. Замерзший слой действует как гигантская пробка, которая внезапно проваливается при достижении критического давления, образуя характерную цилиндрическую шахту.
Ученые пересмотрели и роль климатических изменений в этом процессе. Глобальное потепление климата не является основной причиной взрывов, но способствует формированию озер и зон, где замерзший грунт оттаивает. В результате мерзлотный слой над газовыми карманами ослабляется. При этом основной энергетический вклад обеспечивает метан, поступающий из глубинных пластов. Каждый такой выброс усиливает парниковый эффект, создавая петлю обратной связи: высвобождение газа подстегивает потепление, которое провоцирует образование новых кратеров.
Это открытие меняет представление о динамике арктических экосистем. Исследователи указывают на то, что подобные процессы могут случаться и в других регионах с сочетанием газовых месторождений и сплошной вечной мерзлоты, однако для этого необходим ряд специфических геологических условий, которые пока обнаружены только в Западной Сибири.
