НОВЫЕ ДАННЫЕ ОБ ИНТЕНСИВНОЙ ДЕГАЗАЦИИ ЗЕМЛИ В АРКТИКЕ НА СЕВЕРЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ: ТЕРМОКАРСТОВЫЕ ОЗЕРА С КРАТЕРАМИ ВЫБРОСОВ ГАЗА И ГРЯЗЕВЫМИ ВУЛКАНАМИ

В последнее десятилетие на севере Западной Сибири авторами выполнен большой объем комплексных исследований, позволивших получить принципиально новую информацию о газодинамических механизмах опасных процессов в криолитозоне Арк­тики. По данным дистанционного зондирования Земли, на дне термокарстовых озер, рек и прибрежных зон Карского моря обнаружено свыше 4,5 тысяч зон мощных выбросов газа с формированием кратеров-покмарок. Имеются основания считать, что мощные выбросы газа преимущественно происходят из неглубоко залегающих залежей со сверхвысокими (сверхлитостатическими) давлениями. Впервые на дне арк­тических термокарстовых озер обнаружены крупные грязевулканические поднятия с явно выраженными кратерами. На основе мониторинга обстановки по ретроспективным космоснимкам на озерах Открытие, Лабварто и Ямбуто доказано наличие периодических выбросов пластовых флюидов, включая газ. По совокупности ряда признаков обнаруженные объекты с высоким уровнем вероятности могут быть отнесены к активным грязевым вулканам. Результаты исследований позволяют утверждать, что в Циркумарктическом мегарегионе широко распространен грязевой вулканизм.

1. Etiope G. Natural Gas Seepage. The Earth’s Hydrocarbon Degassing. [S. l.], Springer, Switzerland, 2015, 203 p. Available at: https://doi.org/10.1007/978-3-319-14601-0.

2. Etiope G., Ciotoli G., Schwietzke S., Schoell M. Gridded maps of geological methane emissions and their isotopic signature. Earth System Science Data, 2019, 11, pp. 1—22. Available at: https://doi.org/10.5194/essd-11-1-2019.

3. Saunois M., Stavert A., Poulter B. et al. The Global Methane Budget 2000—2017. Earth Syst. Sci. Data 2020, 12, pp. 1561—1623. Available at: https://doi.org/10.5194/essd-12-1561-2020.

4. Biskaborn B. K., Smith S. L., Noetzli J. et al. Permafrost is warming at a global scale. Nature Communications, 2019, 10, 264. DOI: 10.1038/ s41467-018-08240-4.

5. Dean J. F. Old methane and modern climate change. Science, 2020, 367, pp. 846—848.

6. State of the Global Climate 2022. World Meteorological Organization, WMO-No. 1316. Geneva, 2023, 55 p.

7. Анисимов О. А., Зимов С. А., Володин Е. М., Лавров С. А. Эмиссия метана в криолитозоне России и оценка ее воздействия на глобальный климат // Метеорология и гидрология. — 2020. — № 5. — C. 131—143.

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

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

10. Сергиенко В. И., Лобковский Л. И., Семилетов И. П. и др. Деградация подводной мерзлоты и разрушение гидратов шельфа морей Восточной Арктики как возможная причина «метановой катастрофы»: некоторые результаты комплексных исследований 2011 года // Докл. Акад. наук. Океанология. — 2012. — Т. 446, № 3. — С. 330—335.

11. Богоявленский В. И. Природные и техногенные угрозы при освоении месторождений горючих ископаемых в криолитосфере Земли // Гор. пром-сть. — 2020, № 1. — C. 97—118.

12. King L. H., MacLean B. Pockmarks on the Scotian Shelf. GSA Bull., 1970, 81 (10): pp. 3141—3148. Available at: https://doi.org/10.1130/0016-7606(1970)81[3141:POTSS]2.0.CO;2.

13. Josenhans H. W., King L. H., Fader G. B. A side-scan sonar mosaic of pockmarks on the Scotian Shelf. Canadian J. of Earth Sciences, 1978, 15 (5), pp. 831—840. Available at: https://doi.org/10.1139/e78-088.

14. Hovland M. Characteristics of pockmarks in the Norwegian Trench. Marine geology, 1981, 39, iss. 1—2, pp. 103—117. Available at: https://doi.org/10.1016/0025-3227(81)90030-X.

15. Nelson C. S., Healy T. R. Pockmark-like structures on the Poverty Bay sea bed — possible evidence for submarine mud volcanism. New Zealand J. of Geology and Geophysics, 1984, vol. 27, no. 2, pp. 225—230. DOI: 10.1080/00288306.1984.10422530.

16. Judd A., Hovland M. Seabed fluid flow — impact on geology, biology and the marine environment. Cambridge, Cambridge Univ. Press, 2007, 400 p.

17. Кругликов Н. М., Кузин И. Л. Выходы глубинного газа на Уренгойском месторождении // Структурная геоморфология и неотектоника Западной Сибири в связи с нефтегазоносностью. — Тр. ЗапСибНИГНИ [Тюмень]. — 1973. — Вып. 3. — C. 96—106.

18. Somoza L., Medialdea T., León R., Ercilla G. et al. Structure of mud volcano systems and pockmarks in the region of the Ceuta Contourite Depositional System (Western Alborán Sea). Marine Geology, 2012, vol. 332—334, pp. 4—26. Available at: https://doi.org/10.1016/j.margeo.2012.06.002.

19. Andreassen K., Hubbard A., Winsborrow M. et al. Massive blow-out craters formed by hydrate-controlled methane expulsion from the Arctic seafloor. Science, 2017, 356, 18 p. DOI: 10.1126/science.aal4500.

20. Tasianas A., Bunz S., Bellwald B., Hammer O., Planke S. et al. High-resolution 3D seismic study of pockmarks and shallow fluid flow systems at the Snøhvit hydrocarbon field in the SW Barents Sea. Marine Geology, 2018, vol. 403, pp. 247—261. Available at: https://doi.org/10.1016/j.margeo.2018.06.012.

21. 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.

22. 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.

23. Богоявленский В. И., Сизов О. С., Никонов Р. А. и др. Дегазация Земли в Арктике: генезис природной и антропогенной эмиссии метана // Арктика: экология и экономика. — 2020. — № 3 (39). — С. 6—22.

Bogoyavlensky V. I., Sizov O. S., Nikonov R. A., Bogoyavlensky I. V., Kargina T. A. Earth degassing in the Arctic: the genesis of natural and anthropogenic methane emissions. Arctic: Ecology and Economy, 2020, no. 3 (39), pp. 6—22. DOI: 10.25283/2223-4594-2020-3-6-22. (In Russian).

24. Богоявленский В. И., Сизов О. С., Никонов Р. А., Богоявленский И. В. Мониторинг изменений концентрации метана в атмосфере Арктики в 2019—2021 гг. по данным спектрометра TROPOMI // Арктика: экология и экономика. — 2022. — Т. 12, № 3. — С. 304—319.

25. Богоявленский В. И. Новые данные о грязевом вулканизме в Арктике на полуострове Ямал // Докл. РАН. Науки о Земле, Вулканология. — 2023. — Т. 512, № 1. — С. 92—99. — DOI: 10.31857/S2686739723601084.

26. Bogoyavlensky V., Bogoyavlensky I., Nikonov R., Yakushev V., Sevastyanov V. Permanent Gas Emission from the Seyakha Crater of Gas Blowout, Yamal Peninsula, Russian Arctic. Energies, 2021, 14, p. 5345. Available at: https://doi.org/10.3390/en14175345.

27. Bogoyavlensky V., Bogoyavlensky I., Nikonov R. et al. New Catastrophic Gas Blowout and Giant Crater on the Yamal Peninsula in 2020: Results of the Expedition and Data Processing. Geosciences, 2021, 11, 71. Available at: https://doi.org/10.3390/geosciences11020071.

28. ГОСТ Р 57123-2016 (ИСО 19901-2:2004). Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения нефтегазопромысловые морские. Проектирование с учетом сейсмических условий. — М.: Стандартинформ, 2016. — 32 с.

29. Алиев Ад. А., Гулиев И. С., Дадашев Ф. Г., Рахманов Р. Р. Атлас грязевых вулканов мира. — [Б. м.]: Nafta-Press, 2015. — 323 с.

30. Юсубов Н. П., Гулиев И. С. Грязевой вулканизм и углеводородные системы Южно-Каспийской впадины (по новейшим данным геофизических и геохимических исследований). — Баку: Элм, 2022. — 168 с.

31. Kopf A. J. Significance of mud volcanism. Rev. of Geophysics, 2002, 40, 02, p. 1005. DOI: 10.1029/2000RG000093.

32. Hart P. E., Pohlman J. W., Lorenson T. D., Edwards B. D. Beaufort Sea Deep-water gas hydrate recovery from a seafloor mound in a region of widespread BSR occurrence. In Proceedings of the 7th International Conference on Gas Hydrates (ICGH 2011), Edinburgh, Scotland, 2011, 16 p. Available at: https://pubs.er.usgs.gov/publication/70156455.

33. Paull C. K., Dallimore S. R., Caress D. W. et al. Active mud volcanoes on the continental slope of the Canadian Beaufort Sea. Geochem. Geophys. Geosyst., 2015, 16, pp. 3160—3181. Available at: https://doi.org/10.1002/2015GC005928.

34. Vogt P. R., Cherkashev G., Ginsburg G., Ivanov G. et al. Haakon Mosby Mud Volcano provides unusual example of venting. EOS, 1997, vol. 78, no. 48, pp. 556—557. Available at: https://doi.org/10.1029/97EO00326.

35. Нежданов А. А., Новопашин В. Ф., Огибенин В. В. и др. Грязевой вулканизм на севере Западной Сибири // Сб. научных трудов ООО «ТюменНИИгипрогаз»: Геология и геологоразведка 2011 г. — Тюмень: Флат, 2011. — C. 73—79.

36. Епифанов В. А. Взрывные воронки-колодцы и актуальность изучения роли дегазации недр в климатических событиях и ландшафтных преобразованиях четвертичного периода // Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода. — 2018. — № 76. — С. 5—40.

37. Миронюк С. Г., Иванова А. А., Хлебникова О. А. Флюидогенные формы рельефа как индикаторы нефтегазоносности недр шельфа // Тр. VII Международной научно-практической конференции «Морские исследования и образование (MARESEDU-2018)». — Т. 2 (4). — Тверь: ООО «ПолиПРЕСС», 2019. — С. 120—125.

38. Богоявленский В. И., Богоявленский И. В. Специфика грязевулканической дегазации Земли с катастрофическими последствиями // Безопасность труда в промышленности. — 2022. — № 12. — С. 20—28.

39. 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.

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

41. Богоявленский В. И., Сизов О. С., Богоявленский И. В., Никонов Р. А. Технологии дистанционного выявления и мониторинга дегазации Земли в Арктике: полуостров Ямал, озеро Нейто // Арктика: экология и экономика. — 2018. — № 2 (30). — С. 83—93.

42. 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.

43. Богоявленский В. И., Богоявленский И. В., Каргина Т. Н. Катастрофический выброс газа в 2020 г. на полуострове Ямал в Арктике. Результаты комплексного анализа данных аэрокосмического зондирования // Арктика: экология и экономика. — 2021. — Т. 11, № 3. — С. 362—374.

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

45. 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.

46. Богоявленский В. И., Перекалин С. О., Бойчук В. М. и др. Катастрофа на Кумжинском газоконденсатном месторождении: причины, результаты, пути устранения последствий // Арктика: экология и экономика. — 2017. — № 1. — С. 32—46.

47. Эдельштейн К. К., Алабян А. М., Горин С. Л., Попрядухин А. А. Гидрологические особенности крупнейших озер полуострова Ямал // Тр. Карел. науч. центра РАН. — 2017. — № 10. — С. 3—16. — https://doi.org/10.17076/lim571.

48. Чувилин Е. М., Перлова Е. В., Баранов Ю. Б. и др. Строение и свойства пород криолитозоны южной части Бованенковского газоконденсатного месторождения. — М.: ГЕОС, 2007. — 137 с.

49. Романовский Н. Н. Талики в области многолетнемерзлых пород и схема их подразделения // Вестн. Моск. ун-та. Сер. Геол. — 1972. — № 1. — С. 23—34.

50. Гинсбург Г. Д., Соловьев В. А. Геологические модели газогидратообразования // Литология и полезные ископаемые. — 1990. — № 2. — С. 76—87.

51. Холодов В. Н. Термобарические обстановки глубин осадочно-породных бассейнов и их флюидодинамика. Сообщение 2: Сверхвысокие давления и грязевые вулканы // Литология и полезные ископаемые. — 2019. — № 1. — С. 44—59.

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

53. Харахинов В. В. Нефтегазовая геодинамика Западно-Сибирского осадочного мегабассейна // Геология нефти и газа. — 2019. — № 2. — С. 5—21.