Her er metan:Forskere undersøger oprindelsen af ​​et gabende permafrostkrater

Forskere fra Skoltech og deres kolleger brugte mere end to år på at studere et 20 meter bredt og 20 meter dybt krater på Yamal-halvøen i det nordlige Rusland, der blev dannet efter et eksplosivt udslip af gas, mest metan, fra permafrosten. De var i stand til at udlede potentielle dannelsesmodeller for det opdagede krater, der har implikationer for geokryologi og klimaændringsstudier. To artikler, der skitserer resultaterne af dette projekt, støttet af Total, blev offentliggjort (1, 2) i tidsskriftet Geosciences.

Permafrost, som udgør to tredjedele af det russiske territorium, er et enormt naturligt reservoir af metan, en potent drivhusgas. Efterhånden som Arktis opvarmes og permafrosten nedbrydes på grund af klimaændringer, videnskabsmænd er bekymrede for, at denne metan kan begynde at sive ud i atmosfæren i enorme mængder, yderligere forværre den globale opvarmning.

Lige nu siver metan allerede stille og roligt ned fra undergrunden i Arktis, men nogle gange gør den mere end bare det:et kæmpe 40 meter bredt, alien-lignende krater, døbt "Yamal-krateret", fangede alles fantasi i 2014, da den blev fundet kun 42 kilometer fra Bovanenkovo-gasfeltet. Eksplosive begivenheder som denne producerer imponerende "ar", men forskerne er stadig ikke sikre på, hvor gassen, der forårsager dem, kommer fra.

"Arktiske kratere er relativt sjældne fænomener, der for det meste forekommer i den fjerne tundra. Den frosthævning, der går forud for et krater, sker normalt ret hurtigt, over et til to år, og denne pludselige vækst er svær at observere, så næsten alle kratere blev opdaget, efter at alt allerede var sket. Vi har kun stykkevise beviser fra lokale, der siger, at de hørte en støj eller så røg og flammer. Plus, et krater bliver til en sø i løbet af et til to år, som så er svære at skelne fra almindelige termokarstsøer i Arktis, " siger Evgeny Chuvilin fra Skoltech Center for Hydrocarbon Recovery, avisens første forfatter.

Skoltech-teamet besluttede at studere Erkuta-gasemissionskrateret, ved et uheld opdaget i sommeren 2017 i flodslettet ved Erkuta-Yakha-floden på Yamal-halvøen af ​​biologer, der er interesseret i falke-redesteder i området. Ifølge Dr Chuvilin, Skoltech-holdet var heldige at komme til det meget mindre berømte Erkuta-krater i løbet af dets første år - og kun et år før det også blev til en sø. Dermed, deres er sandsynligvis det eneste hold i verden, der fik set på Erkuta-kraterets oprindelse.

Forskerne tog prøver af permafrostjord, jordis og vand fra kanten af ​​krateret under en ekskursion i december 2017 og udførte droneobservationer seks måneder senere. De fandt, at den stærkt negative δ ¹³ C (et mål for forholdet mellem stabile kulstofisotoper ¹³ C til ¹² C) af metan fra jordisprøver var karakteristisk for biogene kulbrinter, alligevel forholdet mellem metan og den samlede mængde af dets homologer, ethan og propan, pegede på en dybere termogen kilde.

Baseret på disse observationer, forskerne byggede en model for dannelsen af ​​krateret, som "modnet" i en af ​​de udtørrede søer, der blev dannet af en oksebue-sø, en tidligere paleo-kanal i Erkuta-Yakha-floden. Denne sø havde sandsynligvis en undersø-talik - en zone med ufrosset jord, der begyndte at fryse gradvist, efter at søen var tørret ud, opbygge den stress, der i sidste ende blev udløst i en kraftig eksplosion.

"Kryovulkanisme, som nogle forskere kalder det, er en meget dårligt undersøgt og beskrevet proces i kryosfæren, en eksplosion, der involverer sten, is, vand og gasser, der efterlader et krater. Det er en potentiel trussel mod menneskelig aktivitet i Arktis, og vi skal grundigt studere, hvordan gasser, især metan, er ophobet i de øverste lag af permafrosten, og hvilke forhold der kan få situationen til at blive ekstrem. Disse metan-emissioner bidrager også til de stigende koncentrationer af drivhusgasser i atmosfæren, og klimaændringer i sig selv kan være en faktor i øget kryovulkanisme. Men det er stadig noget, der skal undersøges, " bemærker Chuvilin.