Русија, Поларни круг и наука: Тајна сибирских експлозивних кратера

Појавило се изненада и уз експлозију, оставивши крзави ожиљак од акни на пејзажу.

Око ивице кратера тло се претвара у гомилу сивог, расцепљеног леда и комада вечног леда (пермафроста).

На свеже ишчупаном корењу биљака виде се знаци паљевине.

То нам донекле показује с колико силине се ова рупа створила усред сибирског Арктика.

Гледано из ваздуха, свеже откопана земља истиче се на зеленој тундри и мрким језерима око ње.

Слојеви земље и камена откривени дубље у тој цилиндричној рупи готово су црни и када су научници стигли до ње на дну се већ образовало језеро.

Међу тим научницима је и Јевгениј Чувилин, геолог из московског Института за науку и технологију Сколково.

Долетео је до овог удаљеног дела Јамалског полуострва на северозападу Сибира како би бацио поглед.

Ова рупа, дубока 50 метара, могла би да садржи кључне делове загонетке која га је мучила током последњих шест година, откако су прве мистериозне рупе откривене на другим местима на Јамалском полуострву.

Ту рупу, широку око 20 метара и дубоку до 52 метра, открили су пилоти хеликоптера који је 2014. године прелетао тај терен, око 42 километра од гасног поља Бованенково, на Јамалском полуострву.

Научници који су је обишли - међу којима је Маријана Лајбман, главна научница Института за Земљину криосферу, која већ дуже од 40 година проучава сибирски пермафрост - описали су је као сасвим нову појаву у пермафросту.

Каснијим анализама сателитских снимака установљено је да је кратер - сада познат као ГЕЦ-1 - настао негде између 9. октобра и 1. новембра 2013.

Најновији кратер је у августу ове године открила телевизијска екипа док је прелетала изнад тог терена са екипом научника са Руске академије наука током експедиције са локалним јамалским властима.

Тиме је укупан број потврђених кратера пронађених на Јамалу и суседном Гиданском полуострву досегао 17.

Али и даље је у највећој мери непознато шта заправо узрокује појаву тих огромних рупа у пермафросту и због чега се појављују тако нагло.

Такође нема одговора на то шта оне значе за будућност Арктика, као и за људе који тамо живе и раде.

За многе који проучавају Арктик оне представљају узнемирујуће знаке да овај хладни и добрим делом ненасељени предео на северу наше планете доживљава драстичне промене.

Скорашња истраживања, међутим, сада нуде извесне доказе о томе шта се ту, заправо, дешава.

Јасно је да рупе не настају због постепеног слегања услед топљења и померања пермафроста испод површине.

Оне настају у експлозијама.

„Када се деси експлозија, блокови земље и леда бивају избачени стотинама метара од епицентра", тврди Чувилин.

„Овде се срећемо са колосалном силом коју ствара веома висок притисак".

И даље није познато због чега је толико висок.

Чувилин је део групе руских научника који сарађују са колегама широм света и који обилазе ове кратере како би узели узорке и премерили их, у нади да ће боље разумети шта се дешава испод површине тундре.

Неки научници су те кратере упоредили са криовулканима - вулканима који бљују лед уместо лаве - за које се верује да постоје на удаљеним деловима нашег соларног система као што је Плутон, Сатурнов месец Титан и патуљаста планета Церес.

Међутим, пошто је све више арктичких кратера проучено у разним фазама њихове еволуције, постали су познати као „кратери гасних емисија".

Њихово име донекле наговештава начин на који се сматра да су настали.

„Анализе сателитских снимака показују да експлозија ствара огромну рупу на месту неког пинга или брдашцета", каже Чувилин.

Пинго је заобљени брег који настаје када слојеве смрзнутог тла изгура вода која тече испод тла и онда почне да мрзне.

Док вода мрзне, шири се и ствара то узвишење. У Русији их локално јакутско становништво назива и „булгуњак" и ти пингои расту и сплашњавају са сменом годишњих доба.

Како живи мрки медвед са Таре

У Канади су пронађени неки за које се сматра да су стари чак 1.200 година.

Међутим, у највећем делу Арктика, ова брдашца се пре уруше него што експлодирају.

Јасно је да се узвишења на северозападу Сибира понашају другачије.

Нарастају „веома брзо, подижући се до неколико метара", пре него што ће изненада одувати сопствени врх, како то објашњава Чувилин.

А уместо смрзнуте воде, уздизање, чини се, узрокује нагомилани подземни гас.

„Пингои настају током деценија и дуготрајни су", тврди Су Натали, арктички еколог која проучава пермафрост и ради као директор Арктичког програма при Центру за проучавање климе Вудвел, у Вудс Хоулу, Масачусетс.

„Ова брдашца испуњена гасом настају за неколико година."

Једно истраживање годова врба пронађених међу остацима разбацаним услед експлозије која је створила први кратер откривен 2014. показује да су биљке подносиле стрес још од четрдесетих година прошлог века.

Научници тврде да би то могли бити због деформисања тла.

„Међутим, постоје докази да животни циклус гасних кратера може бити веома кратак, између три и пет година", тврди Александар Кизјаков, криолитолог са руског државног универзитета Ломоносов у Москви.

Сателитски снимци кратера који се појавио у лето 2017, познатог као SeYkhGEC, показали су да је тло почело да се деформише 2015. године.

Слични ожиљци и узвисине повезане с емисијама из гасних џепова пронађени су на дну Карског мора, недалеко од Јамалског полуострва, а неки су пронађени и у Баренцовом мору.

Али досад, како тврди Су Натали, на арктичком копну није пронађено ништа слично.

Нешто пермафрост на Јамалу и Гидану чини подложним тлом за стварање ових експлозивних брдашаца.

„Овдашњи пејзаж поседује неке карактеристичне особине", тврди она.

„То је подручје на ком се налази веома дебео слој леда, назван плочасти лед, који ствара капу поврх пермафроста.

То је такође подручје на ком има много појава познатих као криоклинови, то јест зоне незалеђеног тла окруженог пермафростом - нека врста пермафрост сендвича. Трећа појава су дубоки резервоари гаса и нафте."

Један кратер којег је Чувилин недавно проучавао - рупа широка 20 метара позната као Јеркутски кратер, названа тако по реци у чијој се долини налази - као да је настао на месту исушене мртваје.

Када је језеро нестало, за собом је оставило незалеђено парче тла понато као талик, место на ком се нагомилава гас.

Али Чувилин тврди да прецизан извор и даље није јасан.

Најстарији пећински цртежи животиња

„Код проучавања кратера је најважније да откријете извориште гаса који се гомила испод површине пермафроста", каже он.

„Јер када се појави кратер, гаса ту више нема."

Локални сточари који чувају ирвасе тврде да су виђали пламенове и дим после експлозије кратера у јуну 2017.

Тренутно се увелико ради на реконструисању еволуције тих узвишења и начина на који гас доспева до њих.

„Занимљива је могућност да се одвија неки нов геохемијски процес, о каквом досад нисмо ни сањали", каже Натали.

Истраживачи довољно одважни да се спусте у кратере открили су повишен ниво метана у води која се скупља на дну, што је назнака да би гас могао да избија испод тога.

Једна од водећих теорија каже да тај наталожени метан испод пермафроста проналази пут навише ка незалеђеним џеповима тла испод ледене капе.

Према другој идеји, висок ниво угљен-диоксида растопљеног у води у тим незалеђеним џеповима почиње да излази у мехурићима када вода крене да мрзне, тако да преостала вода не може да задржи расплинути гас.

Алтернативни извор метана и угљен-диоксида могли би да буду микроорганизми који живе у незалеђеним џеповима тла и разлажу органске материје, те отпуштају гасове, тврди Чувилин.

Изотопска анализа метана на једном драматичном кратеру то, чини се, потврђује, али установљено је да је активност микроба који производе метан изузетно мала у језерима на дну недавно насталих кратера - чак и за хладне услове у којима су пронађени.

Метан би, додуше, могао да цури и из самог леда.

Гасови понекад остају заробљени унутар водених кристала у пермафросту, где стварају необичну залеђену материју познату као гасни хидрат.

При њеном отапању ослобађа се гас.

„Сматра се да би могли постојати различити механизми формирања, који се не би могли описати једним моделом", каже Чувилин.

„Много тога зависи од окружења и крајолика."

Бар један кратер је пронађен на речном дну, истиче он.

Без обзира на извор, сматра се да се гас гомила у незалеђеним џеповима тла, изгурујући чврсту плочасту ледену капу пет до шест метара увис, све док не пукне као чир.

Поред тога што је веома сликовито, поређење с приштевима није неприкладно - баш као што су неки корисници интернета очарани видео снимцима истискања бубуљица, тако и неке научнике привлаче јамалски кратери.

„Овим кратерима ме је привукла комбинација ризика и непознанице", признаје Су Натали.

Када коначно пукну, заиста постају спектакуларни.

Блато и лед поврх џепова с гасом, скупа са великом количином материјала из саме незалеђене зоне, буде избачен до 300 метара висине.

Сила је толика да излећу комади земље широки по један метар, остављајући за собом кратер са подигнутим парапетом, широким отвором и ужом цилиндричном јамом - за коју се сматра да је незалеђени џеп.

Локални сточари који чувају ирвасе тврде да су виђали пламенове и дим после експлозије кратера у јуну 2017. дуж обала реке Мјудријака.

Лондонски зоолошки врт: Животиње пате у самоћи

Сељани из оближње Сејаке - насеља удаљеног око 33 километра јужно од кратера - тврде да је гас горео око 90 минута, те да су се пламенови дизали 4-5 метара изнад тла.

У року од једне или две године рубови мрачне, љуте ране еродирају и испуне се водом.

То што се такво нешто у овом ретко насељеном делу света десило близу насеља изазвало је забринутост.

Ова регија је такође испресецана цевоводима нафтне и гасне инфраструктуре која покушава да дође до залиха фосилног горива закопаних испод пермафроста.

„Још увек не знамо може ли то да угрози људе на Арктику", каже Су Натали.

Она и њене колеге покушавали су да дођу до одговора трагајући за назнакама других кратера на сателитским сницима у високој резолуцији.

„Када пронађемо нешто што личи на кратер, користимо снимке у високог резолуцији са временским помаком [сателитске фотографије исте локације снимљене у различито време], како бисмо установили када су формирани", каже она.

Њихово истраживање указује на то да кратера има више него што се раније мислило.

„Досад смо потврдили и проверили две нове локације с кратерима. Имајући у виду да 2013. нисмо о њима знали ништа, делује вероватно да их тамо има још."

Тим Су Натали је раније ове године пронашао још 17 могућих кратера, али после анализе фотографија у високој резолуцији закључили су да они можда и нису настали услед екплозије гаса.

„Тешко је прецизно их потврдити док се не нађемо на лицу места", додаје Натали.

Она и њен тим се надају да ће напослетку успети да прикупе довољно података како би аутоматизовали процес потраге.

Циљ им је да створе алгоритам који ће предвиђати појаву кратера пре него што дође до експлозије тако што ће на сателитским снимцима трагати за брежуљцима насталим услед емисије гаса.

„Надамо се да ћемо доћи до тога да их проналазимо пре него што настану", каже Натали.

„Таква информација нам је посебно потребна када кратери настају на подручју на ком живе људи, на ком има цевовода и друге гасне и нафтне инфраструктуре."

Процес откривања учесталости ових кратера тренутно је спор.

Након бурног настанка, већина као да се једнако брзо изгуби у крајолику - јама настала након експлозије близу Сејаке - која је на местима била широка 70 метара, а дубока више од 50 - испунила се водом за само четири дана, због близине реке.

Овај преображај из рупе у језеро делује као прилично безопасно финале драматичног догађаја.

Другим кратерима је потребно више времена, али у року од једне или две године рубови мрачне, љуте ране еродирају и испуне се водом, те их је готово немогуће разликовати од више хиљада других округластих језераца.

Она су позната као термокарст језера - којима је прошаран пејзаж.

Још увек није познато колико тачно тих језера представља ожиљке кратера услед емисија гаса.

„Вероватно су нека од језера на пермафросту водом испуњени кратери остали након емисија гаса", каже Кизјаков.

„Сувише је рано да би се утврдило колико је тај механизам настанка језера уобичајен."

Нека вајда и од короне: Пингвини у шетњи по затвореном акваријуму

Неки научници су покушали да идентификују кратере после емисија гаса тако што су мерили ниво хемикалија отопљених у карактеристичним језерима, али нису били су стању да установе никакав образац.

Разлог за истраживање тога колико су ови догађаји чести није само пука знатижеља.

Расте забринутост због тога што би појава кратера на северозападу Сибира могла да буде у вези са ширим променама на Арктику услед климатских промена.

„Кратери су запањујући показатељ тога шта се дешава широм Арктика." - Су Натали.

Температура ваздуха на површини Арктика расте двапут брже од глобалног просека, што увећава количину отопљеног пермафроста током летњих месеци.

То само по себи мења арктички пејзаж и узрокује слегање одроне познате као клизишта услед отапања.

Сибир се може похвалити вероватно највећим таквим клизиштем на планети - мегаклизиште Батагајка, које је од обичне јаруге током шездесетих година прошлог века постало готово 900 метара широко.

„Није ми познато да било где другде на планети климатске промене доводе до промене физичке структуре тла", тврди Натали.

Заробљени у арктичком пермафросту налазе се огромне количине угљеника - готово двапут веће од укупне тренутне количине у атмосфери.

Углавном је у облику замрзнутих остатака биљака и другог органског материјала, скупа са метаном који је остао заробљен унутар кристала леда - гасних хидрата које је Чувилин раније помињао.

Како се тло отапа, тако микроорганизми разлажу органску материју и као нуспроизвод ослобађају метан и угљен-диоксид, а при том се ослобађа и метан заробљен у леду.

Као моћан гас стаклене баште, овај метан из пермафроста би могао да убрза глобално загревање и тако доведе до још већег отапања.

Међутим, на Јамалу, кратери указују на могуће постојање још једног процеса, који уноси додатну нестабилност у сложени кружни процес између раста температура, отапања пермафроста и ослобађања гасова стаклене баште.

Ако се испостави да залихе метана које пермафрост држи заробљене дубоко испод површине почињу да се пробијају навише, кроз иначе непробојне слојеве пермафроста, то би могло значити да смрзнуте ледене капе на тундри постају пропустљивије.

А то би могло да изазиве додатну забринутост, због тога на који начин промене на Арктику утичу на шире глобално загревање планете.

„Кратери су запањујући показатељ тога шта се дешава широм Арктика", тврди Натали.

„Када сагледате промене на овом крајолоку, неке се одвијају полако, а друге нагло.

Врло мало их је експлозивно, али то нам показује колико све те промене доприносе количини гасова стаклене баште у атмосфери."

Иако мистерију јамалских кратера тек треба разрешити, оно што је досад откривено указује на то да би их требало помно пратити у будућности.

Овај текст је ажуриран 4. децембра како би обухватио најновије резултате тима Су Натали, који указују на то да 17 кратера који су можда настали услед емисије гаса највероватније није оформљено на тај начин.

Пратите нас на Фејсбуку и Твитеру. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]