КАТАСТРОФИЧЕСКИЙ ВЫБРОС ГАЗА В 2020 Г. НА ПОЛУОСТРОВЕ ЯМАЛ В АРКТИКЕ. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

Выполнено комплексное исследование Бованенковского объекта С17 катастрофического выброса газа в 2020 г. на основе данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса и с беспилотного летательного аппарата (БПЛА). По данным БПЛА впервые построена цифровая 3D-модель полости в массиве подземного льда, в которой развивались газодинамические процессы. Размеры дна полости составляют 14×61,5 м, а ее высота до взрыва — 25—30 м. 3D-модель позволяет проводить исследования в виртуальном пространстве. По данным ДЗЗ из космоса доказан более чем полувековой процесс медленного роста многолетнего бугра пучения (МБП) C17 и установлено, что его взрыв произошел с 28 мая по 9 июня. На основе анализа цифровых моделей рельефа ArcticDEM в период 2011—2017 гг. выявлена неравномерная скорость роста поверхности МБП — в среднем 8 см/год, максимальная — до 20 см/год. Подтверждены сформулированные ранее авторами закономерности формирования в массивах подземного льда газонасыщенных полостей под действием эндогенных процессов, газодинамического роста МБП, мощных выбросов, самовоспламенений и взрывов газа с образованием гигантских кратеров. Результаты позволяют снизить риски возникновения аварийных и катастрофических ситуаций на объектах нефтегазового комплекса в Арктике.

1. Saunois M., Stavert A. R., Poulter B. et al. The Global Methane Budget 2000—2017. Earth Syst. Sci. Data, 2020, 12, pp. 1561—1623. DOI: 10.5194/essd-12-1561-2020.

2. Арэ Ф. Э. Проблема эмиссии глубинных газов в атмосферу // Криосфера Земли. — 1998. — Т. 2, № 4. — С. 42—50.

3. Баду Ю. Б. Криогенная толща газоносных структур Ямала. О влиянии газовых залежей на формирование и развитие криогенной толщи. — М.: Науч. мир, 2018. — 232 с.

4. Богоявленский В. И. Арктика и Мировой океан: современное состояние, перспективы и проблемы освоения ресурсов углеводородов: Монография // Тр. Вольного экон. о-ва. — 2014. — Т. 182, № 3. — С. 12—175.

5. Богоявленский В. И. Природные и техногенные угрозы при освоении месторождений горючих ископаемых в криолитосфере Земли // Гор. пром-сть. — 2020. — № 1. — С. 97—118. — DOI:10.30686/1609-9192-2020-1-97-118.

6. Богоявленский В. И. Фундаментальные аспекты генезиса катастрофических выбросов газа и образования гигантских кратеров в Арктике // Арктика: экология и экономика. — 2021. — Т 11, № 1. — С. 51—66. — DOI: 10.25283/2223-4594-2021-1-51-66.

7. Чувилин Е. М., Якушев В. С., Перлова У. М., Кондаков В. В. Газовая компонента толщ мерзлых пород в пределах Бованенковского газоконденсатного месторождения (п-в Ямал) // Докл. РАН. — 1999. — 369 (4). — С. 522—524.

8. Якушев В. С. Природный газ и газовые гидраты в криолитозоне. — М.: ВНИИГАЗ, 2009. — 192 с.

9. Кругликов Н. М., Кузин И. Л. Выходы глубинного газа на Уренгойском месторождении // Структурная геоморфология и неотектоника Западной Сибирив связи с нефтегазоносностью. — Тюмень, 1973. — С. 96—106. — (Тр. ЗапСибНИГНИ; вып. 3).

10. Walter K. M., Zimov S., Chanton J. P., Verbyla D., Chapin III F. S. Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming. Nature, 2006, 443, pp. 71—75. DOI: 10.1038/nature05040.

11. Бондур В. Г., Кузнецова Т. В. Выявление газовых сипов в акваториях арктических морей с использованием данных дистанционного зондирования // Исследования Земли из космоса. — 2015. — № 4. — С. 30— 43. — DOI: 10.7868/S020596141504003X.

12. Богоявленский В. И., Богоявленский И. В., Каргина Т. Н. и др. Дегазация Земли в Арктике: дистанционные и экспедиционные исследования выбросов газа на термокарстовых озерах // Арктика: экология и экономика. — 2019. — № 2 (34). — С. 31—47. — DOI: 10.25283/2223-4594-2019-2-31-47.

13. Богоявленский В. И., Сизов О. С., Богоявленский И. В. и др. Дегазация Земли в Арктике: комплексные исследования распространения бугров пучения и термокарстовых озер с кратерами выбросов газа на полуострове Ямал // Арктика: экология и экономика. — 2019. — № 4 (36). — С. 52—68. — DOI: 10.25283/2223-4594-2019-4-52-68.

14. Богоявленский В. И., Ерохин Г. Н., Никонов Р. А. и др. Изучение зон катастрофических выбросов газа в Арктике на основе пассивного микросейсмического мониторинга (на примере озера Открытие) // Арктика: экология и экономика. — 2020. — № 1 (37). — С. 93—104. — DOI: 10.25283/2223-4594-2020-1-93-104.

15. Bogoyavlensky V. I., Yerokhin G. N., Nikonov R. A., Bogoyavlensky I. V., Bryksin V. M. Passive seismic monitoring study of the Earth degassing in the Arctic. EAGE, Geomodel 2020, Sep 2020, vol. 2020, pp. 1—5. Available at: https://doi.org/10.3997/2214-4609.202050102.

16. Богоявленский В. И. Угроза катастрофических выбросов газа из криолитозоны Арктики. Воронки Ямала и Таймыра // Бурение и нефть. — 2014. — № 9. — С. 13—18.

17. Богоявленский В. И. Угроза катастрофических выбросов газа из криолитозоны Арктики. Воронки Ямала и Таймыра. — Ч. 2 // Бурение и нефть. — 2014. — № 10. — С. 4—8.

18. Богоявленский В. И., Сизов О. С., Мажаров А. В. и др. Дегазация Земли в Арктике: дистанционные и экспедиционные исследования катастрофического Сеяхинского выброса газа на полуострове Ямал // Арктика: экология и экономика. — 2019. — № 1 (33). — C. 88—105. — DOI:  10.25283/2223-4594-2019-1-88-105.

19. Богоявленский В. И., Сизов О. С., Богоявленский И. В. и др. Дегазация Земли в Арктике: генезис природной и антропогенной эмиссии метана // Арктика: экология и экономика. — 2020. — № 3 (39). — С. 6—22. — DOI: 10.25283/2223-4594-2020-3-6-22.

20. Богоявленский В. И., Богоявленский И. В., Каргина Т. Н., Никонов Р. А. Цифровые технологии дистанционного выявления и мониторинга развития бугров пучения и кратеров катастрофических выбросов газа в Арктике // Арктика: экология и экономика. — 2020. — № 4 (40). — С. 90—105. — DOI: 10.25283/2223-4594-2020-4-90-105.

21. Bogoyavlensky V. Gas Blowouts on the Yamal and Gydan Peninsulas // GeoExPro [London], 2015, vol. 12,

no. 5, рр. 74—78.

22. Bogoyavlensky V., Bogoyavlensky I., Nikonov R., Kishankov A. Complex of geophysical studies of  the Seyakha catastrophic gas blowout crater on the Yamal Peninsula, Russian Arctic. Geosciences, 2020, 10, 215. Available at: https://doi.org/10.3390/geosciences10060215.

23. Bogoyavlensky V., Bogoyavlensky I., Nikonov R., Kargina T., Chuvilin E., Bukhanov B., Umnikov A. New Catastrophic Gas Blowout and Giant Crater on the Yamal Peninsula in 2020: Results of the Expedition and Data Processing. Geosciences, 2021, 11, 71, p. 20. Available at: https://doi.org/10.3390/geosciences11020071.

24. Leibman M. O., Kizyakov A. I., Plekhanov A. V., Streletskaya I. D. New permafrost feature—Deep crater in Central Yamal, West Siberia, Russia, as a response to local climate fluctuations. Geogr. Environ. Sustain., 2014, 7, pp. 68—80.

25. Kizyakov A., Khomutov A., Zimin M., Khairullin R., Babkina E., Dvornikov Y., Leibman M. Microrelief associated with gas emission craters: Remote-sensing and field-based study. Remote Sens., 2018, 10, 677.

26. Оленченко В. В., Синицкий А. И., Антонов Е. Ю., Ельцов И. Н., Кушнаренко О. Н., Плотников А. Е., Потапов В. В., Эпов М. И. Результаты геофизических исследований территории геологического новообразования «Ямальский кратер» // Криосфера Земли. — 2015. — Т. 19, № 4. — С. 94—106.

27. Сизов О. С. Дистанционный анализ последствий поверхностных газопроявлений на севере Западной Сибири // Геоматика. — 2015. — № 1. — С. 53—68.

28. Chuvilin E., Sokolova N., Davletshina D., Bukhanov B. et al. Conceptual models of gas accumulation in the shallow permafrost of Northern West Siberia and conditions for explosive gas emissions. Geosciences, 2020, 10, 195. Available at: https://doi.org/10.3390/geosciences10050195.

29. Zolkos S., Fiske G., Windholz T., Duran G. et al. Detecting and Mapping Gas Emission Craters on the Yamal and Gydan Peninsulas, Western Siberia. Geosciences, 2021, 11, 21. Available at: https://doi.org/10.3390/geosciences11010021.

30. Mackay J. R. Pingo Growth and collapse, Tuktoyaktuk Peninsula Area, Western Arctic Coast, Canada: a long-term field study. Géographie physique et Quaternaire, 1998, vol. 52, no. 3, pр. 271—323.

31. Bogoyavlensky I. V. Perspectives of implementing remote methods for geoecological tasks with creating 3D models. Third International Conference on Geology of the Caspian Sea and Adjacent Areas (Baku, 2019), 2019, pp. 1—5. DOI: 10.3997/2214-4609.201952014.

32. Bogoyavlensky I. V. Results of changes monitoring inthe Tula karst sinkhole based on remote sensing from an unmanned aerial vehicle. EAGE Geomodel 2020, 2020, рр. 1—5. DOI: 10.3997/2214-4609.202050100.

33. Agisoft Metashape User Manual Professional Edition, Version 1.6. Agisoft LLC, 2020, 172 p. Available at: www.agisoft.com/pdf/metashape-pro_1_6_en.pdf.

34. Porter C., Morin P., Howat I., Noh M., Bates B., Peterman K., Keesey S., Schlenk M., Gardiner J., Tomko K. et al. ArcticDEM. Harv. Dataverse 2018, 1. DOI: 10.7910/DVN/OHHUKH.

35. CORONA: America’s first satellite program. Ed. K. C. Ruffner. CIA. Washington, 1995. — 362 p.

36. Grosse G., Schirrmeister L., Kunitsky V. V., Hubberten H.-W. The Use of CORONA Images in Remote Sensing of Periglacial Geomorphology: An Illustration from the NE Siberian Coast. Permafrost and Periglac. Process, 2005, 16, pp. 163—172. DOI: 10.1002/ppp.509.

37. Bogoyavlensky V. I. Innovative Technologies and Results of Studying Processes of Natural and ManMade Degassing of the Earth in the Lithosphere-CryosphereHydrosphere-Atmosphere System. Third International Conference on Geology of the Caspian Sea and Adjacent Areas (Baku, 2019). 2019, рр. 1—5. DOI: 10.3997/2214-4609.201952015.

38. Скоробогатов В. А., Строганов Л. В., Копеев В. Д. Геологическое строение и газонефтеносность Ямала. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. —352 с.