РАСПРОСТРАНЕНИЕ СУБАКВАЛЬНОЙ МЕРЗЛОТЫ В МОРЕ ЛАПТЕВЫХ ПО ДАННЫМ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ МЕТОДОМ ПРЕЛОМЛЕННЫХ ВОЛН

Впервые для площади 454 тыс. км2 моря Лаптевых проведены обработка и комплексный анализ большого объема записей первых вступлений преломленных волн сейсмограмм общего пункта взрыва по 113 сейсмопрофилям МОГТ АО МАГЭ общей протяженностью около 20,7 тыс. км. Получена принципиально новая информация о состоянии субаквальной криолитозоны, при этом выявлена граница между преимущественным распространением мерзлых и талых пород (Южная и Северная зоны). Обосновано, что ряд выявленных сквозных таликов в Южной зоне имеет эндогенный генезис и приурочен к крупным дизъюнктивным нарушениям. Высокая сейсмическая активность в центральной части моря Лаптевых улучшает их проницаемость, что способствует активизации субвертикальной миграции глубинных флюидопотоков и усиливает роль эндогенного фактора деградации мерзлоты и диссоциации газогидратов. Обнаружена крупная талая зона на северо-западном участке работ АО МАГЭ, подходящая близко к побережью Таймыра. Сопоставление полученных результатов с данными стратиграфической скважины DL-1, пробуренной в 2022 г. ФГБУ ВСЕГЕИ и АО «Росгеология» вблизи восточной границы моря Лаптевых, показало их полное соответствие, однозначно свидетельствующее о завершившейся деградации субаквальной мерзлоты на значительной части акватории морей Восточной Сибири.

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

2. Sayedi S. S., Abbott B. W., Thornton B. F., Frederick J. M. et al. Subsea permafrost carbon stocks and climate change sensitivity estimated by expert assessment. Environ. Res. Lett., 2020, vol. 15, 124075. Available at: https://doi.org/10.1088/1748-9326/abcc29.

3. Lan X., Thoning K. W., Dlugokencky E. J. Trends in globally-averaged CH4, N2O, and SF6 determined from NOAA Global Monitoring Laboratory measurements. Version 2023-09. Available at: https://doi.org/10.15138/P8XG-AA10.

4. Анисимов О. А., Кокорев В. А. Сравнительный анализ наземных, морских и спутниковых измерений метана в нижней атмосфере российской части Арктики в условиях изменения климата // Исслед. Земли из космоса. — 2015. — № 2. — С. 1—14.

5. Сергиенко В. И., Лобковский Л. И., Шахова Н. Е. 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. — 2012. — Т. 446, № 3. — С. 330—335.

6. Shakhova N., Semiletov I., Sergienko V., Lobkovsky L., Yusupov V., Salyuk A., Salomatin A., Chernykh D., Kosmach D., Panteleev G., Nicolsky D., Samarkin V., Joye S., Charkin A., Dudarev O., Meluzov A., and Gustafsson O. The East Siberian Arctic Shelf: towards further assessment of permafrost-related methane fluxes and role of sea ice, Philos. T. R. Soc. S.-A, 2015, vol. 373, p. 2052. Available at: https://doi.org/10.1098/rsta.2014.0451.

7. Matveeva T. V., Kaminsky V. D., Semenova A. A., Shchur N. A. Factors Affecting the Formation and Evolution of Permafrost and Stability Zone of Gas Hydrates: Case Study of the Laptev Sea. Geosciences, 2020, vol. 10, 504, 21 p. DOI: 10.3390/geosciences10120504.

8. Baranov B., Galkin S., Vedenin A. et al. Methane seeps on the outer shelf of the Laptev Sea: characteristic features, structural control, and benthic fauna. Geo-Marine Letters, 2020, vol. 40, pp. 541—557.

9. Brown J., Ferrians O. J. J., Heginbottom J. A., Melnikov E. S. Circum-Arctic map of permafrost and ground-ice conditions. Washington, D. C., U.S. Geological Survey in Cooperation with the Circum-Pacific Council for Energy and Mineral Resources, 2001. Available at: https://doi.org/10.3133/cp45.

10. Nicolsky D. J., Romanovsky V. E., Romanovskii N. N., Kholodov A. L., Shakhova N. E., Semiletov I. P. Modeling sub-sea permafrost in the East Siberian Arctic Shelf: The Laptev Sea region. J. of Geophysical Research, 2012, vol. 117, F03028. Available at: https://doi.org/10.1029/2012JF002358.

11. Romanovskii N. N., Hubberten H. W. Permafrost and gas hydrate stability zone on the Laptev Sea shelf (main results of ten-year Russian-German investigation). Cryosphere of the Earth, 2006, vol. 10 (3), pp. 61—68.

12. Romanovskii N. N., Hubberten H.-W., Gavrilov A. V., Tumskoy V. E., Kholodov A. L. Permafrost of the east Siberian Arctic shelf and coastal lowlands. Quat. Sci. Rev., 2004, 23, pp. 1359—1369. Available at: https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2003.12.014.

13. Romanovskii N. N., Tumskoi V. E. Retrospective approach to the estimation of the contemporary extension and structure of the shelf cryolithozone in East Arctic. The Cryosphere of the Earth, 2011, vol. 15 (1), pp. 3—14.

14. Overduin P., Schneider von Deimling T., Miesner F. et al. Submarine permafrost map in the Arctic modelled using 1d transient heat flux (SuPerMAP). J. Geophys Res Oceans, 2019, vol. 124 (6), pp. 3490—3507. Available at: https://doi.org/10.1029/2018JC014675.

15. Angelopoulos M., Overduin P. P., Miesner F., Grigoriev M. N., Vasiliev A. A. Recent advances in the study of Arctic submarine permafrost. Permafrost and Periglacial Process, John Wiley & Sons Ltd., 2020, vol. 31, pp. 442—453. Available at: https://doi.org/10.1002/ppp.2061.

16. Кошурников А. В. Многолетнемерзлые толщи шельфа морей Российской Арктики (по данным геофизических исследований): Автореф. дис. ... д-ра геол.-минерал. наук. — М.: МГУ, 2023. — 45 с.

17. Marine Science Atlas of the Beaufort Sea. Geology and Geophysics. Pelletier B. R. (Ed.). Geological Survey of Canada, Miscellaneous. Report 40, 1987, 43 p.

18. Brothers L. L., Hart P. E., Ruppel C. D. Minimum distribution of subsea ice‐bearing permafrost on the US Beaufort Sea continental shelf. Geophysical research letters, 2012, vol. 39, no. 15, pp. 1—6.

19. Богоявленский В. И., Янчевская А. С., Богоявленский И. В., Кишанков А. В. Газовые гидраты на акваториях Циркумарктического региона // Арктика: экология и экономика. — 2018. — № 3 (31). — С. 42—55. — DOI: 10.25283/2223-4594-2018-3-42-55.

20. Bogoyavlensky V., Kishankov A., Yanchevskaya A., Bogoyavlensky I. Forecast of Gas Hydrates Distribution Zones in the Arctic Ocean and Adjacent Offshore Areas. Geosciences, 2018, 8, 453, 17 p. DOI: 10.3390/geosciences8120453.

21. Богоявленский В. И., Казанин А. Г., Кишанков А. В., Казанин Г. А. Дегазация Земли в Арктике: комплексный анализ факторов мощной эмиссии газа в море Лаптевых // Арктика: экология и экономика. — 2021. — Т. 11, № 2. — C. 178—194. — DOI: 10.25283/2223-4594-2021-2-178-194.

22. Богоявленский В. И., Кишанков А. В., Казанин А. Г., Казанин Г. А. Опасные газонасыщенные объекты на акваториях Мирового океана: Восточно-Сибирское море // Арктика: экология и экономика. — 2022. — Т. 12, № 2. — С. 158—171. — DOI: 10.25283/2223-4594-2022-2-158-171.

23. Богоявленский В. И., Кишанков А. В., Казанин А. Г. Мерзлота, газогидраты и сипы газа в центральной части моря Лаптевых // Докл. Акад. наук. — 2021. — Т. 500, № 1. — С. 83—89. — DOI: 10.31857/S2686739721090048.

24. Богоявленский В. И., Кишанков А. В., Казанин А. Г. Субаквальная криолитозона и сипы газа на шельфе моря Лаптевых // Современные исследования трансформации криосферы и вопросы геотехнической безопасности сооружений в Арктике. — Салехард, 2021. — С. 59—62. — DOI: 10.7868/9785604610848013.

25. Bogoyavlensky V., Kishankov A., Kazanin A., Kazanin G. Distribution of permafrost and gas hydrates in relation to intensive gas emission in the central part of the Laptev Sea (Russian Arctic). Marine and Petroleum Geology, 2022, 105527, pp. 1—15. Available at: https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2022.105527.

26. Богоявленский В. И., Кишанков А. В., Казанин А. Г. Мерзлота и газогидраты на Арктическом шельфе Восточной Сибири // ДАН. Науки о Земле. — 2022. — Т. 507, № 1, С. 110—117. — DOI: 10.31857/S268673972260134X.

28. Сенин Б. В., Керимов В. Ю., Богоявленский В. И. и др. Нефтегазоносные провинции морей России и сопредельных акваторий. — Кн. 3: Нефтегазоносные провинции морей Восточной Арктики и Дальнего Востока. — М.: МГРИ, 2022, 339 с.

29. «Роснефть» подтвердила открытие нового месторождения в Хатангском заливе с запасами более 80 млн тонн нефти. — URL: https://www.rosneft.ru/press/news/item/188105/.

30. Drachev S. S., Malyshev N. A., Nikishin A. M. Tectonic history and petroleum geology of the Russian Arctic Shelves: an overview. Geological society, London, petroleum geology conference series, 2010, vol. 7 (1), pp. 591—619.

31. Кириллова-Покровская Т. А. Актуализированная модель строения моря Лаптевых и основные ловушки УВ структурного класса // Инновационный вектор развития ОАО «МАГЭ»: Сб. статей ОАО «МАГЭ». — СПб., 2017. — C. 228—251.

32. Аветисов Г. П. Еще раз о землетрясениях моря Лаптевых // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. — Вып. 3. — СПб.: ВНИИОкеангеология, 2000. — С. 104—114.

33. Крылов А. А., Иващенко А. И., Ковачев С. А. и др. Сейсмотектоника и сейсмичность Лаптевоморского региона: состояние вопроса и первый опыт годичной постановки донных сейсмостанций на шельфе // Вулканология и сейсмология. — 2020. — № 6. — С. 33—49. — DOI: 10.31857/S0203030620060140.

34. Найдина О. Д. Изменения палеосреды восточного шельфа моря Лаптевых в позднеледниковье // Стратиграфия. Геолог. корреляция. — 2009. — Т. 17, № 5. — С. 95—108.

35. Крайнева М. В., Малахова В.В., Голубева Е. Н. Численное моделирование формирования аномалий температуры в море Лаптевых, обусловленных стоком реки Лена // Оптика атмосферы и океана. — 2015. — Т. 28, № 6. — С. 534—539. — DOI: 10.15372/A0020150606.

36. Большиянов Д. Ю., Макаров А. С., Шнайдер В., Штоф Г. Происхождение и развитие дельты реки Лены. — СПб.: ААНИИ, 2013. — 268 с.

37. Максимов Г. Т., Григорьев М. Н., Большиянов Д. Ю. Формирование и распространение многолетней мерзлоты и таликов под руслами проток в дельте р. Лена // Природ. ресурсы Арктики и Субарктики. — 2022. — Т. 27 (3). — С. 370—380.

38. Анисимова Н. П., Павлова Н. А., Стамбовская Я. В. Химический состав подземных вод таликов долины среднего течения реки Лены // Наука и образование. — 2005. — № 4 (40). — C. 92—96.

39. Franke D., Hinz K., Oncken O. The Laptev Sea Rift. Mar. Petrol. Geol., 2001, vol. 18 (10), pp. 1083—1127. Available at: https://doi.org/10.1016/S0264-8172(01)00041-1.

40. Cramer B., Franke D. Indications for an active petroleum system in the Laptev Sea, NE Siberia. J. Petroleum Geology, 2005, vol. 28 (4), pp. 369—384.

41. Overduin P. P., Wetterich S., Günther F., Grigoriev M. N., Grosse G., Schirrmeister L., Hubberten H.-W., Makarov A. Coastal dynamics and submarine permafrost in shallow water of the central Laptev Sea, East Siberia. The Cryosphere, 2016, vol. 10, pp. 1449—1462. DOI: 10.5194/tc-10-1449-2016.

42. Koshurnikov A. V., Tumskoy V. E., Skosar V. V., Efimov Ya. O., Kornishin K. A., Bekker A. T., Piskunov Yu. G., Tsimbelman N. Ya., Kosmach D. A. Submarine permafrost in the Laptev Sea. Intern. J. of Offshore and Polar Engineering, 2020, vol. 30, no. 1, pp. 86—93. Available at: https://doi.org/10.17736/ijope.2020.jc783.

43. Петров О. В., Никишин А. М., Петров Е. И. и др. Результаты стратиграфического бурения в Восточно-Сибирском море с целью геологического изучения зоны сочленения структур континентального шельфа и глубоководных акваторий Северного Ледовитого океана // ДАН. — 2023. — Т. 512 (2). — С. 100—110. — DOI: 10.31857/S268673972360100X.

44. Яковлев Д. В., Яковлев А. Г., Валясина О. А. Изу­чение криолитозоны северного обрамления Сибирской платформы по данным региональных электроразведочных работ // Криосфера Земли. — 2018. — Т. 22, № 5. — С. 77—95. — DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2018-5(77-95).

45. Steinbach J., Holmstrand H., Shcherbakova K., Kosmach D., Brüchert V., Shakhova N. et al. Source apportionment of methane escaping the subsea permafrost system in the outer Eurasian Arctic Shelf. Proc. Natl. Acad. Sci. Unit. States Am., 2021, vol. 118 (10).

46. Григорьев М. Н. Исследования деградации многолетнемерзлых пород морей Восточной Сибири // Проблемы Арктики и Антарктики. — 2017. — № 1 (111). — С. 89—96. — URL: https://doi.org/10.30758/0555-2648-2017-0-1-89-96.

47. Bukhanov B., Chuvilin E., Zhmaev M., Shakhova N. et al. In situ bottom sediment temperatures in the Siberian Arctic seas: Current state of subsea permafrost in the Kara sea vs Laptev and East Siberian seas. Marine and Petroleum Geology, 2023, vol. 157, 106467, 11 p. Available at: https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2023.106467.

48. Miesner F., Overduin P. P., Grosse G. et al. Subsea permafrost organic carbon stocks are large and of dominantly low reactivity. Scientific Reports, 2023, vol. 13, no. 9425, 12 p. Available at: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36471-z.