Тюменские ученые смогут прогнозировать опасные газовые бугры на Ямале

Тюмень. Газовые воронки, обнаруженные в 2014 году на территории центрального Ямала, а впоследствии и на Гыдане - уникальное явление, присущее только этим широтам. Вот уже более пяти лет они вызывают живой интерес научного сообщества. Исследования северного феномена не прекращались. Тюменские и московские ученые регулярно посещают места их образования. Бугры пучения, предшествующие газовым выбросам и образованию воронок мониторятся на постоянной основе.

Теория происхождения: виноваты ли нефтяники?

Первое что приходит на ум, когда разбираешься в вопросе происхождения газовых воронок: какую роль играет освоение северной земли газовиками и нефтяниками и сам факт добычи углеводородов? Как оказалось, абсолютно никакой. Это природное явление, которое было, есть и, вероятно, будет. Поэтому деятельность нефтяных компаний не оказывает на сам факт его появления никого влияния. Например, на Гыдане нефтегазодобывающие работы в районе образования воронок не ведутся совсем. Также как и на Се-Яхе.  Обнаруженная газовая воронка находится на удалении более 40 км от Бованенково. Эту мысль подтверждает и тот общеизвестный факт, что газовые выбросы встречаются по всему миру, во многих странах, в том числе тех, где добыча углеводородов не ведется вообще.

А вот то, что газовые воронки появились в криолитозоне, в зоне распространения вечной мерзлоты, где царят мерзлые грунты, - говорит об их уникальности. В 2014 году на Ямале это явление было обнаружено впервые.

«Безусловно, это природное явление. Я думаю, что если пробурить такой бугор, то скорее всего будет выброс газа. Другое дело, что это не просто неудобное место для бурения, но и потенциально очень опасное, - рассказывает кандидат технический наук, сотрудник Института Криосферы Земли Сибирского отделения РАН Анатолий Губарьков. – Сейчас дискуссия идет в основном о том, какого происхождения содержимое - газ это, газогидраты - при разложении газогидраты также образуют газ, газы неглубокого залегания или глубинные газы, которые по разломам поднимаются вверх. Все три гипотезы имеют право на жизнь. Полностью ни одну из них исключить нельзя. Несомненно, возможно и сочетание факторов, усиливающих друг друга».

Образованию газовой воронки предшествуют бугры пучения. Именно они являются индикатором того, что здесь может произойти выброс газа и образоваться воронка. Однако не каждый бугор предшествует выбросу. Как оказалось, бугры могут быть разными.

«Это могут быть останцы. Повторно-жильные льды вытаяли, сетка растаяла, а по центру остался бугор. Это может быть явление остаточного рельефа. Это могут быть инъекционные бугры пучения, внутри которых образуется ледяное ядро. В настоящее время часть из них деградирует. Так что сам по себе бугор не обязательно говорит о наличии внутри газа и как следствие газового выброса и образования на этом месте воронки, — говорит Анатолий Губарьков. – В то же время, на месте ямальской воронки был бугор, который никак не давал о себе знать на протяжении 66 лет, и если бы не какой-то определенный природный катализатор, то он так и остался бы не реализовавшимся в виде выброса бугром.  Возможно, газ вышел бы постепенно. Существует мнение, что на европейском севере так и происходит - постепенная дегазация. Там тоже образуются воронки, только без взрыва. Поверхность оседает и образуется сухая или заполненная водой воронка».

Несмотря на то, что примерное представление об образовании воронок получено, ученые и не думают успокаиваться. До сих пор ведутся дискуссии об их происхождении.

«Конечно, полемика в научном сообществе по этому вопросу идет, - говорит Анатолий Губарьков. – Большинство ученых считает, что это газ поступает по разломам и при его возрастании и наступлении критической отметки происходит выброс газа. И я, кстати, тоже сторонник этой теории. К такому выводу я пришел, когда мы делали облет ямальских воронок. Все они находятся в понижениях или в воде. Если в воде - то это очевидный фактор повышения температуры. Температура повышается от воды, нагреваются многолетнемерзлые породы - вечная мерзлота. А в других случаях это происходит в понижениях рельефа, таких как овраги или долины небольших рек. Там происходит большое скопление снега, который является теплоизолятором. Летом породы оттаивают - температура повышается, а зимой должного охлаждения не происходит. Была когда-то ровная поверхность, которую постепенно съела река или овраг - получилось понижение, и там уже прежняя температура не поддерживается. В связи с ее повышением прочностные свойства грунта уменьшаются, при накопление газа и увеличении давления, происходят пластические деформации грунтов, а потом, при критическом давлении газа происходит его выброс на поверхность».

Что говорят местные?

Ненцы - коренные народы Ямала. Они ведут кочевой образ жизни, перемещаясь, и бывая в самых разных уголках тундры. Бугры пучения, предшествующие образованию воронок, они также наблюдают на протяжении всей своей жизни, рассказывают, что и их предки знали об этом явлении. Как любые народы, у которых нет научно обоснованных методов исследования явлений, вся информация, которая была подчерпнута извне хранится на уровне сказок, сказаний, мифов.

«У северных народов Ямала действительно существуют мифические персонажи, которые живут в недрах Земли. Один из богов и множество духов. Их жизнь связана со светом и огнем. Это на ряду с тем, что в этих же произведениях отмечены различные природные явления - закаты, рассветы, молнии, северное сияние – то, что имеет прямое отношение к действительности, - рассказывает Анатолий Губарьков. – Я думаю, что одно из объяснений появления этих героев в том, что речь идет как раз о тех выбросах, которые периодически образовываются. Для кочевых народов объяснить такие явления возможно только на уровне мифов».

И действительно, на Ямале вулканической деятельности нет. Если говорить о вулканах, то ближайшие находятся очень далеко - в Южной Европе, Исландии. Камчатка и Куриллы также расположены не близко.

Духи огня и земли, в том числе, живущие в ее глубинах частые герои и на картинах севреных народов. Живопись появилась в их культурном арсенале не так давно. Но и здесь эти персонажи заняли свое значимое  место. Как отмечает Анатолий Губарьков, будучи на Ямале, он видел изображения этих героев в работах северных мастеров.

«Думаю, местные все же не единожды наблюдали выбросы газа. Именно благодаря своему кочевому образу жизни. Воронки образовываются в малонаселенных районах. Но когда происходит выброс, это невозможно не заметить - взрыв и огонь, - рассказывает Анатолий Анатольевич. — Это заметно издалека, и длится достаточно долго. Очевидцы утверждают, что в 2017 году, когда образовалась воронка под Се-Яхой, из-под русла воды вырвался газ, тогда он горел более 20 минут. То есть можно представить мощность взрыва – он преодолел сопротивление воды и все равно горел. Если бы выброс произошел не из-под воды, то возможно горение продолжалось бы дольше».

Известно, что, если пробурить неглубокую тридцатиметровую скважину в вечной мерзлоте в толщах со скоплением газа на Ямале, она может гореть несколько дней. Не постоянно, конечно, а по мере скопления болотного газа. Можно также предположить, что в сухую безветренную погоду взрыв будет более мощным, а горение более долгим.

Темные озера Ямала

Ямал и Гыдан испещрен многочисленным количеством озер. Статистика говорит, что на Севере и на территории Западной Сибири их в общей сложности 330 тыс. Ученые выдвинули гипотезу, что в следствие периодически возникающих газовых взрывов образовалась их большая часть. Речь идет о глубоких ямальских озерах, которые, скорее всего и образовались на месте воронок. Воронки газового выброса после взрыва показывают ширину от 4 до 20 метров, глубина до 60 метров, некоторые ученые утверждают, что она может достигать 100. Если воронка образовалась в непосредственной близости с рекой или озером, то она быстро заполняется водой.  Сюда устремляется вся порода, которая находится вокруг. Происходит активное расширение - лед вытаивает. И вот здесь уже образовано стометровое озеро с неровной конфигурацией, что так присуще для ямальских озер. Если поблизости воды нет, то заполнение происходит в течение нескольких лет. На Ямале множество и мелких озер, которые не учитываются статистическими данными. Они образуются при вытаивании льдов.

Воронки: есть ли опасность для людей?

На сегодняшний день большинство российских ученых сходятся во мнении, что газовые выбросы опасности для людей не представляют. Так как случаются они, как правило, в малонаселенных районах Ямала. Конечно, есть вероятность, что с этим явлением могут столкнуться местные жители. Но ямальские власти довели до их сведения информацию о том, что месту выброса предшествует бугор, а его образование занимает много времени. Сейчас ученые уже могут с большой долей вероятности определить потенциально опасные бугры - на месте которых образуется взрыв, а затем и воронка. Опасность представляют быстрорастущие бугры. В этом случае спрогнозировать выброс газа возможно. Быстрообразующимся считается тот бугор, который вырос за 2-3 года. Их ученые выявляют с помощью мониторинга. Это необходимо, ведь запутаться в явлениях ямальской земли, где происходит постоянная миграция влаги, и как следствие постоянно растут бугры, достаточно просто.

Ямальские воронки несмотря на большой интерес к ним со стороны научного сообщества все еще малоизученное явление. Чтобы понять его досконально, нужно проникнуть в глубины земли.

«Исследования газовых бугров – достаточно дорогое мероприятие.  Пробурить такой бугор или породы в зоне его воздействия – задача очень сложная, опасная и дорогостоящая. Не исключено, что в случае ее реализации обойдется это дороже, чем, допустим, пробурить и построить нефтяную скважину для разведки или добычи углеводородов, - говорит Анатолий Губарьков. — Это крупные суммы денег. Не одна сотня миллионов рублей. А между тем, если бы это удалось, то можно было бы говорить о новых фактах в изучении этого явления, и кто знает, куда развернется вектор исследования в этом случае».

Несмотря на сложность задуманного, ученые не отказываются от такого пути исследования ямальского феномена. Возможно, в ближайшее время это удастся осуществить, и тогда северная земля приоткроет завесу тайны ямальских воронок.