Выстрелы из подземелья

Фото: Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
// Полный булгуннях: загадка дыры на Ямале - разгадка в Бермудском треугольнике
Мария Роговая

Её называли черной дырой, следом упавшего метеорита и воронкой от подземного взрыва. Осенью 2013-го, неподалеку от села Бованенково на Ямале появился большой и глубокий кратер в обрамлении громадных обломков глины и торфа. Почти год о его существовании знали только местные олени, а когда нынешним летом таинственную воронку заметили с вертолета нефтегазодобытчики, она в считанные дни стала мировой сенсацией.

Летающий пинго

Первыми до кратера добрались ученые из Института криосферы Земли СО РАН под руководством доктора наук мерзлотоведа Марины Лейбман. Измерили диаметр дыры — 25 метров. Глубина превышала 50 метров. На дне образовавшегося колодца виднелось грязное озеро, куда стекали со стенок ручейки талой воды вперемешку с глиной. Туда же с грохотом падали, отваливаясь от краев, огромные куски земли.

— За те три часа, которые мы там были, края осели на метр, — говорит Марина Лейбман. — Осмотрели воронку снаружи и изнутри, опустив в нее на веревке видеокамеру: обугленных или оплавленных пород нет, значит, никакого взрыва здесь не было. Проверили и уровень радиации: норма. То есть версия о падении небесного тела также исключается.

Фото: ТАСС

Спутниковые снимки показали, что до осени 2013 года на месте воронки был небольшой, примерно пятиметровый холм. Возможно, не земляной холм, а бугор пучения, по-эскимосски «пинго», по-якутски «булгуннях», а по-научному гидролакколит. Эти холмы образуются вспучиванием поверхности земли в результате замораживания под ней большого количества воды, которая создает внутри холма ледяное ядро. Гидролакколиты есть даже на Марсе. Иногда они взрываются с оглушительным треском, оставляя на вершине холма небольшую рваную дыру. Но следы этих взрывов выглядят далеко не так впечатляюще, как эта огромная, глубокая и идеально круглая воронка с вертикальными стенками. Так что, даже если на ее месте и был пинго, то он вылетел вместе с остальной породой, заполнявшей кратер, и особого значения для происшествия это, скорее всего, не имело.

Ледяной газ

Разгадка явления — метан: геологи обнаружили его в кратере и вокруг, что прямо указывало на мощный газовый выброс из недр. Отчего газа было так много и почему он вышел взрывообразно? Главная причина, по мнению Марины Лейбман, — пластовые льды в вечной мерзлоте толщиной в десятки метров. При формировании они захватывали газ и фиксировали его. А затем стали для него непроницаемой «крышкой», поэтому выход из недр мог произойти только в результате резкого выброса.

Мощный выброс, или, как его ещё называют, холодный хлопок метана, вышедшего из вечной мерзлоты, — это очень интересно для учёных. Но что учёному любопытно, нефтянику смерть.

Сама дегазация происходит из-за повышения температуры в мерзлоте: нагреваем замороженное — получаем газообразное. При совсем небольшом нагреве, в пределах от –10 до 0 °С, в пластах вечной мерзлоты создается весьма серьезное давление: один кубометр конденсированного газа при переходе в газовую фазу занимает 160 кубометров. Объем вырастает в 160 раз — практически это взрыв. Верхние пласты слегка нагреваются на солнце, становятся менее плотными, и через них начинает понемногу просачиваться метан. Выделение газа в свою очередь повышает температуру в точке протекания процесса. Цепная реакция быстро нарастает, и если «крышка» закрыта плотно, ее может подбросить высоко вверх. Но что именно запускает цикл выхода газа, никто пока не знает. Ведь лето в тех краях совсем не жаркое, как любят говорить сибиряки — малоснежное, так что прогреть землю, да еще и на большую глубину, северное солнце не может. Для этого должны быть созданы какие-то особые условия.

Бермудский круг, или Все дело в волшебных пузырьках

Мощных выбросов газа со дна океана происходит великое множество, но на суше это явление зафиксировали впервые. Вообще, метан выходит из недр земли постоянно, но с разной глубины, с разной интенсивностью и обычно без стометровой толщи газоупорных преград, как было в этот раз на Ямале. Пузыри на болоте — это, по сути, тот же процесс. Пузыри диаметром в десятки и даже сотни метров, поднимающиеся к поверхности океана, становятся причиной страшных пожаров на буровых платформах и гибели кораблей. Огромное количество летящих вверх газовых пузырьков многократно снижает плотность воды. Она словно вскипает и моментально поглощает все плавающие объекты. Кратеры и воронки от подводных струйных выделений метана называют покмарками. Поле гигантских покмарков есть в западной части Баренцева моря, которую подогревает Гольфстрим. Кстати, гигантский покмарк — простая и научно обоснованная версия загадочного Бермудского треугольника. Оказывается, эта смертоносная бурлящая воронка, наводившая ужас на моряков со всего света, скорее всего, находилась над мощными скоплениями метана и долгое время была местом интенсивной дегазации.

Фото: Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН

С одной стороны, жители Земли давно привыкли, что под ними все время что-то движется, сотрясается или рвется наружу. Например, на Филиппинах некоторые деревни расположены у самого подножия действующих вулканов. Но газовых выбросов из недр земли люди здесь не наблюдали и не помнят — просто потому, что они происходили задолго до появления письменности.

— Примерно 8–10 тысячелетий назад вечная мерзлота тоже немного прогревалась, и такое явление, как выброс газа, могло быть массовым, — говорит Марина Лейбман. — Когда этот процесс шел под газоупорными мерзлыми породами, он тоже оставлял воронки. И точно так же, как сегодня, новый кратер быстро наполняется талой водой, постепенно образуя глубокое круглое озеро. Еще в начале 80-х годов уважаемые коллеги Иван Кузин и Олег Яковлев, ныне сотрудники Арктического университета, высказали предположение, что такие озера-колодца образовались в результате выхода газа. Но геология — наука актуального, а в то время их гипотеза не имела видимых подтверждений. Теперь же можно получить наглядное доказательство.

Ученые, нефтяники и альпинист

На нефтяных месторождениях Ямала стоят специальные установки для охлаждения грунта, которые не дают оттаивать мерзлым породам вокруг буровых скважин и вышек. Стоит только прогреть эту северную землю (как говорят нефтяники, «растеплить»), и потеряют устойчивость все сооружения, начнется деградация газогидратов — выход газа из состояния замороженной жидкости, чреватый взрывами и пожарами. Мощный выброс, или, как его еще называют, холодный хлопок метана, вышедшего из вечной мерзлоты, — это очень интересно для ученых. Но что ученому любопытно, нефтянику смерть. И здесь их интересы пересекаются как никогда.

— В сентябре состоялась совместная экспедиция к кратеру близ села Бованенково сотрудников новосибирского Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) СО РАН и представителей ООО «Газпром добыча Надым». Их вертолеты доставили трех наших геофизиков и одного их специалиста, отдельным рейсом пришлось везти почти полтонны оборудования. Через месяц узнаем результаты обработки собранных проб, — рассказывает замдиректора ИНГГ Игорь Ельцов.

К осени воронка заполнилась водой больше чем наполовину, глубина ее тоже почти вдвое уменьшилась за счет упавшего на дно грунта, а края обвалились, расширив дыру до самой насыпи. До зимы озеро не успеет наполниться, но к лету будущего года его, скорее всего, будет уже не отличить от других глубоких и круглых, как колодец, озер Ямала.

— Хорошо бы туда спуститься, когда все замерзнет, и увидеть стенки кратера своими глазами! Многое тогда можно будет понять… — мечтательно произносит Владимир Потапов, один из членов экспедиции, научный сотрудник ИНГГ. — Среди нас был один ученый-альпинист, но из-за постоянного обвала краев спускаться было слишком опасно.

На пересечении двух разломов

Исследовав грунт на триста метров в глубину, геофизики обнаружили, что воронка образовалась на пересечении двух тектонических разломов. Когда-то давно, сотни тысяч лет назад, это были реальные многометровые трещины между литосферными плитами, сейчас же они заполнены более рыхлыми породами. Похоже, что по линиям разломов тепло дошло из самых недр земли до вечной мерзлоты, и газ начал выделяться. Чтобы обосновать эту версию, геофизикам теперь нужно найти другие воронки или озера-колодцы, расположенные на пересечении разломов.

Старый дедовский метод

Инициировавший поездку геофизиков на Ямал директор ИНГГ СО РАН академик Михаил Эпов надеется разгадать тайну воронки, создав сначала подробную виртуальную, а потом и экспериментальную модель произошедшего вместе с Институтом гидродинамики — местом, где в середине ХХ века основатель Сибирского отделения, сам дед Лаврентьев занимался исследованиями природы взрывов. Так что в будущем году на испытательных научных полигонах в новосибирском Академгородке, возможно, начнут появляться меньшие братья Ямальской воронки.

Но недра Земли были теплыми всегда, да и найденные разломы очень древние, а газ вышел именно теперь. Значит, был еще какой-то фактор. Например, сейсмический. Но сейсмостанции на Ямале не установлены за ненадобностью: мощных землетрясений, от которых разрушаются дома, там нет. А чтобы запустить процесс выхода газа на поверхность, хватило бы и небольшой вибрации. Впрочем, по линиям разломов тепло могло дойти и с поверхности и как раз к осени достичь глубины. Тепло из недр сложилось с теплом сверху.

Исследование загадочной воронки только начинается, истинные причины происшествия пока не знает никто. Откуда в вечную мерзлоту пришло разрушительное тепло? Когда и где выстрелит в следующий раз? Сколько еще спрятано в земле газовых пушек сорокааршинного калибра? Можно ли предсказать это явление и, если оно подберется ближе к цивилизации, потихоньку выпускать скопившийся газ, буря землю в правильных местах? 

 

Опубликовано в журнале "Кот Шрёдингера" №2 (02) декабрь 2014 г.

Подписаться на «Кота Шрёдингера»