Patlayan Sibirya kraterlerinin gizemi

Patlayan Sibirya kraterlerinin gizemi
Patlayan Sibirya kraterlerinin gizemi
Anonim

Kuzey Kutup Dairesi'nin ötesinde bulunan uzak Yamal Yarımadası'nda, permafrostta büyük yaralar ortaya çıkmaya başladı - yeraltında bir şey oluyor, sonra derinliklerden yüzeye bir şey patlıyor ve bilim adamlarını endişelendiriyor. Rus ve Amerikalı bilim adamları bu fenomenin olası nedenlerini anlatıyor.

Yerdeki bu yaralar aniden ve anında ortaya çıktı, ardından yüzeyde büyük pockmarklar kaldı.

Ortaya çıkan kraterin kenarlarında, toprak gri ve kaba bir buz ve permafrost parçaları karışımıdır. Bitkilerin kökleri - bir krater oluşumundan sonra yüzeyde ortaya çıktılar - üzerlerinde yanma izleri var. Bu, Sibirya Kuzey Kutbu'nun orta kısmında bulunan bu deliğin oluşumuna hangi güçlü kuvvetlerin katıldığını yargılamamızı sağlar.

Havadan bakıldığında, yeni keşfedilen çıplak arazi, etrafındaki yeşil tundra ve karanlık göllerin fonunda hemen göze çarpıyor. Bu silindir şeklindeki deliğin içinde görülebilen toprak ve kaya tabakaları neredeyse siyah renklidir ve bilim adamları bu yere ulaştığında zaten dipte su birikmeye başlamıştır.

Bunlar arasında Moskova merkezli Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nde jeolog olan Evgeny Chuvilin de vardı. Olayı görmek için kuzeybatı Sibirya'daki Yamal Yarımadası'nın bu uzak köşesine uçakla uçtu. 50 metre derinliğindeki bu çukur, Yamal Yarımadası'nda başka bir yerde bu tür ilk deliğin keşfinden bu yana son altı yıldır peşini bırakmayan bulmacanın önemli parçalarını içeriyor olabilir.

Bu krater (20 metre genişliğinde ve 52 metre derinliğinde) 2014 yılında üzerinde uçan bir helikopter pilotu tarafından keşfedildi. Yamal Yarımadası'ndaki Bovanenkovo doğal gaz sahasına yaklaşık 42 kilometre uzaklıkta meydana geldi. Sibirya'da 40 yıldan fazla bir süredir permafrost üzerinde çalışan Dünyanın Kriyosferi Enstitüsü'nün (Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi) baş araştırmacısı Marina Leibman da dahil olmak üzere siteyi ziyaret eden bilim adamları, orada gördüklerini çağırdılar. permafrost bölgesinde tamamen yeni bir fenomen olarak. Uydu görüntülerini inceleyen analistler daha sonra GEC-1 olarak adlandırılan bu gaz emisyon kraterinin (GEC) 9 Ekim ile 1 Kasım 2013 tarihleri arasında oluştuğunu bildirdi.

Bu kraterlerin sonuncusu, bu yıl ağustos ayında bir televizyon ekibinin üyeleri tarafından, Yamal'a yapılan bir keşif gezisi sırasında Rus Bilimler Akademisi'nden bilim adamları ve yerel yetkililerle birlikte site üzerinden uçarken keşfedildi. Böylece Yamal ve komşu Gydan Yarımadası'nda bulunan toplam krater sayısı 17'ye ulaştı.

Bununla birlikte, permafrosttaki bu devasa deliklerin ortaya çıkma nedenleri ve oluşum hızları gizemli kalıyor. Kuzey Kutbu'nun geleceği ve orada yaşayan ve çalışan insanlar için ne anlama gelebileceğine dair cevaplanmamış sorular da var. Birçok Arktik araştırmacısı için, bu düşüşlerin ortaya çıkması endişe verici bir işarettir; bu, gezegenimizin kuzeyindeki bu soğuk ve seyrek nüfuslu bölgelerde bazı radikal değişikliklerin gerçekleştiği anlamına geliyor gibi görünüyor.

Ancak, son araştırmalar orada gerçekte neler olduğu hakkında bazı spekülasyonlara yol açtı. Açık olan şu ki, bu delikler, permafrost eriyip yüzeyin altına battıkça kademeli yağışların bir sonucu olarak oluşmaz. Onların eğitimi patlayıcıdır.

Chuvilin, "Bir patlama meydana geldiğinde, merkez üssünden yüzlerce metre uzağa büyük toprak ve buz parçaları atılır" diyor. "Burada çok yüksek bir basıncın yarattığı devasa bir güçle karşı karşıyayız. Ancak bu baskının bu kadar yüksek olduğu bir sır olarak kalıyor."

Chuvilin, numune toplamak ve çeşitli ölçümler yapmak için bu kraterlerin yerlerini ziyaret eden bir grup Rus bilim insanının parçasıdır - dünyanın dört bir yanındaki meslektaşlarıyla işbirliği yaparlar. Tundranın derinliklerinde, yüzeyinin altında neler olduğunu daha iyi anlamaya çalışıyorlar.

Bazı bilim adamları, bu kraterleri, lav yerine buz püskürten yanardağlar olan kriyovolkanlarla karşılaştırır. Bu tür volkanların güneş sistemimizin bazı uzak bölgelerinde - Plüton, Titan, Satürn'ün uydusu ve ayrıca cüce gezegen Ceres'te - bulunduğu genel olarak kabul edilir. Ancak evrimlerinin farklı dönemlerinde gözlemlerin birikmesiyle ortaya çıkan delikler “gaz emisyon kraterleri” olarak adlandırılmaya başlandı. Bu isim, oluşumlarının doğası hakkında biraz fikir edinmenizi sağlar.

Chuvilin, "Uyduların yardımıyla elde edilen görüntülere dayanarak yapılan analiz, patlama sonucunda küçük bir höyüğün yerinde dev bir delik oluştuğunu gösteriyor" diyor. Bu yükseltiler tonozlu olup, donmuş toprak tabakasının su tarafından yüzeye itildiği anda oluşur ve orada biriken su donmaya başlar. Ortaya çıkan buz, küçük bir tepe oluşturmak üzere genişler. Rusça'da yerel Yakutça "bulgunnyakh" kelimesinin kullanıldığı bu tür yükseltiler mevsimler değiştiğinde ortaya çıkar ve kaybolur. Bununla birlikte, Kuzey Kutbu'nun çoğunda, bu yükselen höyükler sonunda patlamak yerine yere batar.

Sibirya'nın kuzeybatısındaki bu yükseltilerin farklı davrandığı aşikar. Chuvilin'e göre, hızla büyürler ve birkaç metre yüksekliğe ulaşırlar, ancak sonra üstleri aniden patlar. Görünüşe göre onları yüzeye iten donan su değil, yeraltında biriken gaz.

Ekolojist ve Arktik uzmanı Sue Natali, "Bu çıkıntılar zamanla oluşuyor" diyor [permafrost üzerinde çalışıyor ve Massuchusetts İklim Araştırma Merkezi'ndeki Woods Hole Arktik Programı'nın direktörüdür. George Woodwell (Woodwell İklim Araştırma Merkezi)]. "Bu tür gaz dolu höyükler yıllar içinde oluşur."

Atılan kayalar arasında bulunan söğüt dallarının yıllık halkalarının incelenmesi (bu, 2014'te patlama ve ilk kraterin oluşumundan sonra gerçekleşti), bu bitkilerin 1940'lardan beri stres altında olduğu sonucuna varmıştır. Uzmanlar, bunun toprak deformasyonunun bir sonucu olabileceğine inanıyor.

Lomonosov Moskova Devlet Üniversitesi'nden bir kriyolitolog olan Alexander Kizyakov, “Ancak, gaz emisyon kraterlerinin yaşam döngüsünün üç ila beş yıl arasında değişen çok kısa olabileceğine dair kanıtlar var” diyor. 2017 yazında oluşan ve uydu görüntüsü kullanılarak keşfedilen SeYkhGEC olarak bilinen kraterlerden biri, ilk olarak 2015 yılında toprakta oluşmaya başladı.

Gaz ceplerinin serbest bırakılmasıyla ilgili aynı izler ve şişlikler, Kara Deniz'in dibinde, Yamal Yarımadası yakınında ve Barents Denizi bölgesindeki diğerlerinde bulundu. Ancak, Natalie'ye göre şimdiye kadar, Kuzey Kutbu'nun diğer bölgelerinde karada buna benzer bir şey bulunamadı.

Yamal ve Gydan Yarımadası'ndaki permafrost ile ilgili bazı süreçler, bu tür tepelerin patlamasının nedenidir. “Orada toprağın belirli özellikleri var” diyor.- Orada çok ince bir buz tabakası oluşur, bu, permafrost'un bir tür yoğun üst kısmını oluşturan plaka buzudur. Ek olarak, orada çok sayıda kriyopeg de oluşur, yani gerçek permafrost ile çevrili donmamış toprak alanları - bunların bir tür sandviç olduğunu söyleyebiliriz. Ayrıca üçüncü bir karakteristik özellik daha var - çok derinlerde bulunan petrol ve doğal gaz sahaları”.

Bu kraterlerden biri yakın zamanda Chuvilin tarafından incelenmiştir - kraterinin genişliği 20 metredir, göründüğü taşkın yatağında nehirden sonra "Yerkuta" olarak adlandırılmıştır. Görünüşe göre kuru bir gölün dibinde oluşmuş. Göl kaybolduğunda, orada talik adı verilen donmamış bir toprak tabakası kaldı ve orada gaz birikmeye başladı. Ancak Chuvilin, krater oluşumunun kesin kaynağının henüz belirlenemediğine inanıyor. Chuvilin, "Kraterin çalışmasındaki ana soru, permafrost altında biriken gazın kaynağını belirlemektir" diyor. "Bir krater ortaya çıkar çıkmaz, orada artık gaz yok."

Yerel ren geyiği çobanları, Haziran 2017'de bir krater patladıktan sonra alevler ve duman gördüğünü bildirdi.

Şu anda, bu yükselen höyüklerin evrimi ve ayrıca gazın oraya nasıl geldiği ile ilgili konular dikkatle inceleniyor. Natalie, "Burada daha önce hakkında hiçbir fikrimiz olmayan yeni veya daha önce bilinmeyen bir jeokimyasal süreçle karşı karşıya olmamız çok ilginç" diyor.

Bu tür kraterlere inen yeterince cesur kaşifler, orada yüksek metan seviyeleri buldular, bu da bu gazın muhtemelen aşağıdan yükseldiğini gösteriyor. Önde gelen teorilerden biri, permafrost tabakasının altında büyük derinliklerde bulunan metanın, donmamış ceplerden yukarı doğru yükselmeye çalışması ve bunun sonucunda buz tabakasının altında birikmesidir. Başka bir fikre göre, bu tür çözülmüş ceplerdeki sudaki yüksek karbondioksit içeriği, su dondukça yukarı doğru yükselmeye başlar ve kalan su, çözünmüş gazı tutamaz hale gelir.

Metan ve karbondioksite ek olarak, donmamış toprak ceplerinde bulunan mikroorganizmalar da kraterlere neden olabilir. Chuvilin, organik malzemeleri ayrıştırarak gaz oluşumuna neden olduklarını söyledi. Bu kraterlerden birindeki metan izotop analizi, bu bakış açısını destekliyor gibi görünüyor, ancak metan üreten mikropların aktivitesinin, bu kraterlerin dibinde oluşan göllerde son derece düşük olduğu bulundu - bulundukları soğuk enlemler için bile düşük.

Ancak metan doğrudan buzdan da geçebilir. Gazlar, permafrosttaki su kristallerinin içinde sıkışıp kalabilir ve daha sonra gaz hidratları olarak bilinen oldukça garip malzemeler oluştururlar. Çözüldüklerinde gazlar açığa çıkar.

Chuvilin, "Belki de tek bir model şeklinde temsil edilmesi zor olan başka oluşum mekanizmaları vardır" diyor. "Çoğu çevreye ve bölgenin doğasına bağlıdır." Nehir yatağında en az bir krater bulunduğunu söyledi.

Kaynağı ne olursa olsun, gazların dünyanın donmamış katmanları altında biriktiği, 5-6 metrelik yoğun bir buz kabuğunu kaldırmaya başladığı ve ardından bir kaynama gibi patladığı varsayılabilir (Bu çok canlı bir benzetme olsa da, o kadar da kötü değil, insanların sivilcelerini sıktığı videolardan korkan internet kullanıcıları çok benzer ve bazı bilim adamları bir tür Yamal kraterinden korkmuş durumda. kraterler ve beni çeken şey bu , - Natalie itiraf ediyor).

Bu höyükler sonunda patladığında, aslında her şey oldukça renkli görünüyor. Bu gaz dolu ceplerin üstündeki toprak ve buz ile donmamış kısımlardaki diğer içerikler patlamadan sonra 300 metre yüksekliğe çıkıyor. Patlama o kadar güçlüdür ki, bir metre kalınlığındaki toprak parçaları yükselir ve yüksek bir korkuluk, geniş bir ağız ve kraterin yakınında daha dar bir silindirik delik ile sonuçlanır - bunun donmamış bir cep olduğuna inanılır. Yerel ren geyiği çobanları, Haziran 2017'de Mydriyakha Nehri kıyılarında bir kraterde meydana gelen patlamanın ardından alevler ve duman gördüklerini söylüyorlar. Yakındaki Seyakha köyünün sakinleri - bu kraterin yaklaşık 33 kilometre güneyinde bulunur - gazın neredeyse 90 dakika yandığını ve alevin yüksekliğinin 4-5 metreye ulaştığını söylüyor.

Bir iki yıl sonra bu karanlık ve kasvetli yaranın kenarları parçalanır ve suyla dolar.

Bu bölge gezegendeki en seyrek nüfuslu bölgelerden biridir, ancak yerleşime bu kadar yakın olan krater oluşumu endişe vericidir. Bölge ayrıca çok sayıda petrol ve gaz boru hattına ve hepsi de donmuş toprak altında gizlenmiş fosil yakıtları çıkarmak için kullanılan diğer altyapı unsurlarına sahiptir.

Natalie, “Bunun Kuzey Kutbu'ndaki insanlar için bir risk oluşturup oluşturmadığını henüz bilmiyoruz” diyor. O ve meslektaşları bu özel soruyu yanıtlamaya çalışıyor ve ayrıca yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerini kullanarak başka kraterler arıyorlar.

"Bir kratere benzeyen bir şey bulduğumuzda, çok yüksek çözünürlüklü bir zaman dizisi kullanıyoruz, bu da farklı zamanlarda çekilmiş uydu görüntülerinden bahsettiğimiz anlamına geliyor ve sonra bunların ne zaman oluştuğunu belirlemeye çalışıyoruz" diyor. Görünüşe göre, bu uzmanların çalışmaları, daha önce düşünülenden daha fazla krater olduğunu gösteriyor. "Şimdiye kadar, iki yeni kraterin oluşum yerlerini belirledik ve onayladık ve şu anda varlığının doğrulanmasıyla meşgul olduğumuz birkaç krater daha var. "Çok olası" kategorisinde bu kraterlerden yaklaşık iki düzine var ve şu anda onları kontrol etme sürecindeyiz. 2013'te onlar hakkında hiçbir şey bilmediğimiz gerçeği göz önüne alındığında, daha fazlası olabilir".

Sonuç olarak, Natalie ve ekip üyeleri, arama sürecini otomatikleştirmek için yeterli veri toplamayı umuyor. Ana hedefleri, kraterlerin görünümünü daha oluşmadan tahmin edecek bir algoritma geliştirmek ve bunun için uydulardan elde edilen görüntülerden gazlı höyüklerin aranması gerekiyor.

Natalie, "Olası kraterlerin yerini daha oluşmadan belirlememize olanak sağlayacak bir sonuca ulaşmayı umuyoruz" diyor. “Bu tür süreçler hakkında bilgi edinme ihtiyacı, özellikle insanların yaşadığı, boru hatlarının geçtiği, petrol ve gaz altyapısının unsurlarının bulunduğu alanlarda çok büyük.”

Bu kraterlerin ne kadar yaygın olduğunu belirlemeye çalışmak yavaş bir süreçtir. Şiddetli bir oluşum sürecinden sonra, çoğu neredeyse aynı hızla kaybolur. Örneğin, 70 metre genişliğinde ve 50 metreden daha derin olan Sayakha köyü yakınlarında meydana gelen patlamadan sonra oluşan delik, nehrin yakınlığından dolayı sadece dört gün sonra suyla doldu. Bir deliğin göle bu şekilde dönüştürülmesi, böylesine dramatik bir fenomen için oldukça zararsız bir son olarak kabul edilebilir.

Diğer kraterler suyla daha yavaş dolar, ancak bir veya iki yıl sonra, bu karanlık ve kasvetli yaranın keskin kenarları çöker, suyla dolar ve diğer binlerce küçük dairesel gölden neredeyse ayırt edilemez hale gelir - bunlara termokarst gölleri denir - dağılmışlardır. alan. Bunların hangisinin gaz emisyonlarını andıran yara izleri olduğu henüz belli değil.

Kizyakov, "Permafrost bölgesindeki bu göllerin bazılarının suyla dolu kraterler olması mümkündür" diyor. "Göl oluşum mekanizmasının ne kadar yaygın olduğunu söylemek için henüz çok erken."

Bazı uzmanlar, sudaki kimyasalları analiz ederek gaz salınımının neden olduğu gölleri belirlemeye çalışıyor, ancak şu ana kadar herhangi bir genel kalıp tespit edemediler.

Bu tür olayların ne sıklıkta olduğunu belirleme girişimleri sadece bir merak meselesi değildir. Kuzeybatı Sibirya'da bu tür kraterlerin ortaya çıkmasının, iklim değişikliği nedeniyle Kuzey Kutbu'nda meydana gelen daha geniş değişikliklerle ilgili olabileceğine dair artan endişeler var.

Kuzey Kutbu'ndaki yüzey sıcaklıkları, küresel ortalamanın iki katı kadar yükseliyor ve bu, yaz aylarında büyük miktarlarda permafrost erimesine neden oluyor.

Tek başına bu bile Kuzey Kutbu manzarasını değiştiriyor ve çözülme çökmeleri olarak adlandırılan toprak çökmesine ve toprak kaymalarına yol açıyor. Sibirya, gezegendeki bu tür heyelanların en fazlasına sahip gibi görünüyor - bunların en büyüğü Batagayk Havzası - ilk başta, 1960'larda sadece küçük bir dağ geçidi vardı ve şimdi bu kraterin genişliği 900 metre.

Natalie, "Bildiğim kadarıyla, gezegenin hiçbir yerinde iklim değişikliği toprağın fiziksel bileşiminde böyle bir değişikliğe neden olmuyor" diyor.

Arktik permafrostunun altında büyük miktarda karbon gizlidir - şu anda Dünya atmosferinde bulunanın kabaca iki katı. Çoğunlukla, bunlar donmuş hayvan kalıntıları ve diğer organik materyallerin yanı sıra bu buz kristallerinin içinde hapsolmuş metan - bunlar Chuvilin'in daha önce bahsettiği gaz hidratlardır. Yüzeydeki toprak çözüldüğünde, mikroorganizmaların organik maddeyi parçalamasına izin verir ve bunun sonucunda bu işlemin bir yan ürünü olarak metan ve karbondioksit oluşurken, buz kütlesinin içerdiği metan da serbest kalır.

Güçlü bir sera gazı olan permafrost katmanlarının altından kaçan bu metan, küresel ısınmayı hızlandırma ve dolayısıyla daha fazla erimeye neden olma potansiyeline sahiptir.

Ancak Yamal'daki kraterler, yükselen sıcaklıklar, eriyen permafrost ve sera gazı emisyonları arasındaki karmaşık bir geri besleme döngüsüne daha fazla belirsizlik ekleyerek başka bir sürecin umut verici olduğunu gösteriyor. Permafrost tabakasının altında derinlerde birikmiş olan metan gazının, genellikle aşılmaz permafrost tabakalarından sızmaya başladığı ortaya çıkarsa, bu, tundra yüzeyinin üzerindeki donmuş buz kabuğunun daha geçirgen hale geldiğinin bir işareti olabilir. Bu, Kuzey Kutbu'ndaki değişikliklerin gezegenimizdeki daha geniş küresel ısınmayı nasıl etkileyeceği konusunda daha fazla belirsizlik anlamına gelebilir.

Natalie, "Bu kraterler, Kuzey Kutbu'nda daha geniş anlamda neler olduğuna dair çok şok edici kanıtlar" diyor. - Tüm bu bölgede meydana gelen değişikliklere bakarsanız, bazıları yavaş yavaş, bazıları ise aniden ortaya çıkıyor. Çok azı patlayıcıdır, ancak tüm bunlar, hepsinin atmosfere sera gazı emisyonlarının artmasına nasıl katkıda bulunduğuna dikkat etmemizi sağlar”.

Uzmanlar Yamal kraterlerinin gizemini henüz çözemese de, gelecekte muhtemelen onları yakından takip etmemiz gerektiği sonucuna varılabilir.

Önerilen: