Rusija, Polarni krug i nauka: Tajna sibirskih eksplozivnih kratera

Pojavilo se iznenada i uz eksploziju, ostavivši krzavi ožiljak od akni na pejzažu.

Oko ivice kratera tlo se pretvara u gomilu sivog, rascepljenog leda i komada večnog leda (permafrosta).

Na sveže iščupanom korenju biljaka vide se znaci paljevine.

To nam donekle pokazuje s koliko siline se ova rupa stvorila usred sibirskog Arktika.

Gledano iz vazduha, sveže otkopana zemlja ističe se na zelenoj tundri i mrkim jezerima oko nje.

Slojevi zemlje i kamena otkriveni dublje u toj cilindričnoj rupi gotovo su crni i kada su naučnici stigli do nje na dnu se već obrazovalo jezero.

Među tim naučnicima je i Jevgenij Čuvilin, geolog iz moskovskog Instituta za nauku i tehnologiju Skolkovo.

Doleteo je do ovog udaljenog dela Jamalskog poluostrva na severozapadu Sibira kako bi bacio pogled.

Ova rupa, duboka 50 metara, mogla bi da sadrži ključne delove zagonetke koja ga je mučila tokom poslednjih šest godina, otkako su prve misteriozne rupe otkrivene na drugim mestima na Jamalskom poluostrvu.

Tu rupu, široku oko 20 metara i duboku do 52 metra, otkrili su piloti helikoptera koji je 2014. godine preletao taj teren, oko 42 kilometra od gasnog polja Bovanenkovo, na Jamalskom poluostrvu.

Naučnici koji su je obišli - među kojima je Marijana Lajbman, glavna naučnica Instituta za Zemljinu kriosferu, koja već duže od 40 godina proučava sibirski permafrost - opisali su je kao sasvim novu pojavu u permafrostu.

Kasnijim analizama satelitskih snimaka ustanovljeno je da je krater - sada poznat kao GEC-1 - nastao negde između 9. oktobra i 1. novembra 2013.

Najnoviji krater je u avgustu ove godine otkrila televizijska ekipa dok je preletala iznad tog terena sa ekipom naučnika sa Ruske akademije nauka tokom ekspedicije sa lokalnim jamalskim vlastima.

Time je ukupan broj potvrđenih kratera pronađenih na Jamalu i susednom Gidanskom poluostrvu dosegao 17.

Ali i dalje je u najvećoj meri nepoznato šta zapravo uzrokuje pojavu tih ogromnih rupa u permafrostu i zbog čega se pojavljuju tako naglo.

Takođe nema odgovora na to šta one znače za budućnost Arktika, kao i za ljude koji tamo žive i rade.

Za mnoge koji proučavaju Arktik one predstavljaju uznemirujuće znake da ovaj hladni i dobrim delom nenaseljeni predeo na severu naše planete doživljava drastične promene.

Skorašnja istraživanja, međutim, sada nude izvesne dokaze o tome šta se tu, zapravo, dešava.

Jasno je da rupe ne nastaju zbog postepenog sleganja usled topljenja i pomeranja permafrosta ispod površine.

One nastaju u eksplozijama.

„Kada se desi eksplozija, blokovi zemlje i leda bivaju izbačeni stotinama metara od epicentra", tvrdi Čuvilin.

„Ovde se srećemo sa kolosalnom silom koju stvara veoma visok pritisak".

I dalje nije poznato zbog čega je toliko visok.

Čuvilin je deo grupe ruskih naučnika koji sarađuju sa kolegama širom sveta i koji obilaze ove kratere kako bi uzeli uzorke i premerili ih, u nadi da će bolje razumeti šta se dešava ispod površine tundre.

Neki naučnici su te kratere uporedili sa kriovulkanima - vulkanima koji bljuju led umesto lave - za koje se veruje da postoje na udaljenim delovima našeg solarnog sistema kao što je Pluton, Saturnov mesec Titan i patuljasta planeta Ceres.

Međutim, pošto je sve više arktičkih kratera proučeno u raznim fazama njihove evolucije, postali su poznati kao „krateri gasnih emisija".

Njihovo ime donekle nagoveštava način na koji se smatra da su nastali.

„Analize satelitskih snimaka pokazuju da eksplozija stvara ogromnu rupu na mestu nekog pinga ili brdašceta", kaže Čuvilin.

Pingo je zaobljeni breg koji nastaje kada slojeve smrznutog tla izgura voda koja teče ispod tla i onda počne da mrzne.

Dok voda mrzne, širi se i stvara to uzvišenje. U Rusiji ih lokalno jakutsko stanovništvo naziva i „bulgunjak" i ti pingoi rastu i splašnjavaju sa smenom godišnjih doba.

Kako živi mrki medved sa Tare

U Kanadi su pronađeni neki za koje se smatra da su stari čak 1.200 godina.

Međutim, u najvećem delu Arktika, ova brdašca se pre uruše nego što eksplodiraju.

Jasno je da se uzvišenja na severozapadu Sibira ponašaju drugačije.

Narastaju „veoma brzo, podižući se do nekoliko metara", pre nego što će iznenada oduvati sopstveni vrh, kako to objašnjava Čuvilin.

A umesto smrznute vode, uzdizanje, čini se, uzrokuje nagomilani podzemni gas.

„Pingoi nastaju tokom decenija i dugotrajni su", tvrdi Su Natali, arktički ekolog koja proučava permafrost i radi kao direktor Arktičkog programa pri Centru za proučavanje klime Vudvel, u Vuds Houlu, Masačusets.

„Ova brdašca ispunjena gasom nastaju za nekoliko godina."

Jedno istraživanje godova vrba pronađenih među ostacima razbacanim usled eksplozije koja je stvorila prvi krater otkriven 2014. pokazuje da su biljke podnosile stres još od četrdesetih godina prošlog veka.

Naučnici tvrde da bi to mogli biti zbog deformisanja tla.

„Međutim, postoje dokazi da životni ciklus gasnih kratera može biti veoma kratak, između tri i pet godina", tvrdi Aleksandar Kizjakov, kriolitolog sa ruskog državnog univerziteta Lomonosov u Moskvi.

Satelitski snimci kratera koji se pojavio u leto 2017, poznatog kao SeYkhGEC, pokazali su da je tlo počelo da se deformiše 2015. godine.

Slični ožiljci i uzvisine povezane s emisijama iz gasnih džepova pronađeni su na dnu Karskog mora, nedaleko od Jamalskog poluostrva, a neki su pronađeni i u Barencovom moru.

Ali dosad, kako tvrdi Su Natali, na arktičkom kopnu nije pronađeno ništa slično.

Nešto permafrost na Jamalu i Gidanu čini podložnim tlom za stvaranje ovih eksplozivnih brdašaca.

„Ovdašnji pejzaž poseduje neke karakteristične osobine", tvrdi ona.

„To je područje na kom se nalazi veoma debeo sloj leda, nazvan pločasti led, koji stvara kapu povrh permafrosta.

To je takođe područje na kom ima mnogo pojava poznatih kao krioklinovi, to jest zone nezaleđenog tla okruženog permafrostom - neka vrsta permafrost sendviča. Treća pojava su duboki rezervoari gasa i nafte."

Jedan krater kojeg je Čuvilin nedavno proučavao - rupa široka 20 metara poznata kao Jerkutski krater, nazvana tako po reci u čijoj se dolini nalazi - kao da je nastao na mestu isušene mrtvaje.

Kada je jezero nestalo, za sobom je ostavilo nezaleđeno parče tla ponato kao talik, mesto na kom se nagomilava gas.

Ali Čuvilin tvrdi da precizan izvor i dalje nije jasan.

Najstariji pećinski crteži životinja

„Kod proučavanja kratera je najvažnije da otkrijete izvorište gasa koji se gomila ispod površine permafrosta", kaže on.

„Jer kada se pojavi krater, gasa tu više nema."

Lokalni stočari koji čuvaju irvase tvrde da su viđali plamenove i dim posle eksplozije kratera u junu 2017.

Trenutno se uveliko radi na rekonstruisanju evolucije tih uzvišenja i načina na koji gas dospeva do njih.

„Zanimljiva je mogućnost da se odvija neki nov geohemijski proces, o kakvom dosad nismo ni sanjali", kaže Natali.

Istraživači dovoljno odvažni da se spuste u kratere otkrili su povišen nivo metana u vodi koja se skuplja na dnu, što je naznaka da bi gas mogao da izbija ispod toga.

Jedna od vodećih teorija kaže da taj nataloženi metan ispod permafrosta pronalazi put naviše ka nezaleđenim džepovima tla ispod ledene kape.

Prema drugoj ideji, visok nivo ugljen-dioksida rastopljenog u vodi u tim nezaleđenim džepovima počinje da izlazi u mehurićima kada voda krene da mrzne, tako da preostala voda ne može da zadrži rasplinuti gas.

Alternativni izvor metana i ugljen-dioksida mogli bi da budu mikroorganizmi koji žive u nezaleđenim džepovima tla i razlažu organske materije, te otpuštaju gasove, tvrdi Čuvilin.

Izotopska analiza metana na jednom dramatičnom krateru to, čini se, potvrđuje, ali ustanovljeno je da je aktivnost mikroba koji proizvode metan izuzetno mala u jezerima na dnu nedavno nastalih kratera - čak i za hladne uslove u kojima su pronađeni.

Metan bi, doduše, mogao da curi i iz samog leda.

Gasovi ponekad ostaju zarobljeni unutar vodenih kristala u permafrostu, gde stvaraju neobičnu zaleđenu materiju poznatu kao gasni hidrat.

Pri njenom otapanju oslobađa se gas.

„Smatra se da bi mogli postojati različiti mehanizmi formiranja, koji se ne bi mogli opisati jednim modelom", kaže Čuvilin.

„Mnogo toga zavisi od okruženja i krajolika."

Bar jedan krater je pronađen na rečnom dnu, ističe on.

Bez obzira na izvor, smatra se da se gas gomila u nezaleđenim džepovima tla, izgurujući čvrstu pločastu ledenu kapu pet do šest metara uvis, sve dok ne pukne kao čir.

Pored toga što je veoma slikovito, poređenje s prištevima nije neprikladno - baš kao što su neki korisnici interneta očarani video snimcima istiskanja bubuljica, tako i neke naučnike privlače jamalski krateri.

„Ovim kraterima me je privukla kombinacija rizika i nepoznanice", priznaje Su Natali.

Kada konačno puknu, zaista postaju spektakularni.

Blato i led povrh džepova s gasom, skupa sa velikom količinom materijala iz same nezaleđene zone, bude izbačen do 300 metara visine.

Sila je tolika da izleću komadi zemlje široki po jedan metar, ostavljajući za sobom krater sa podignutim parapetom, širokim otvorom i užom cilindričnom jamom - za koju se smatra da je nezaleđeni džep.

Lokalni stočari koji čuvaju irvase tvrde da su viđali plamenove i dim posle eksplozije kratera u junu 2017. duž obala reke Mjudrijaka.

Londonski zoološki vrt: Životinje pate u samoći

Seljani iz obližnje Sejake - naselja udaljenog oko 33 kilometra južno od kratera - tvrde da je gas goreo oko 90 minuta, te da su se plamenovi dizali 4-5 metara iznad tla.

U roku od jedne ili dve godine rubovi mračne, ljute rane erodiraju i ispune se vodom.

To što se takvo nešto u ovom retko naseljenom delu sveta desilo blizu naselja izazvalo je zabrinutost.

Ova regija je takođe ispresecana cevovodima naftne i gasne infrastrukture koja pokušava da dođe do zaliha fosilnog goriva zakopanih ispod permafrosta.

„Još uvek ne znamo može li to da ugrozi ljude na Arktiku", kaže Su Natali.

Ona i njene kolege pokušavali su da dođu do odgovora tragajući za naznakama drugih kratera na satelitskim snicima u visokoj rezoluciji.

„Kada pronađemo nešto što liči na krater, koristimo snimke u visokog rezoluciji sa vremenskim pomakom [satelitske fotografije iste lokacije snimljene u različito vreme], kako bismo ustanovili kada su formirani", kaže ona.

Njihovo istraživanje ukazuje na to da kratera ima više nego što se ranije mislilo.

„Dosad smo potvrdili i proverili dve nove lokacije s kraterima. Imajući u vidu da 2013. nismo o njima znali ništa, deluje verovatno da ih tamo ima još."

Tim Su Natali je ranije ove godine pronašao još 17 mogućih kratera, ali posle analize fotografija u visokoj rezoluciji zaključili su da oni možda i nisu nastali usled ekplozije gasa.

„Teško je precizno ih potvrditi dok se ne nađemo na licu mesta", dodaje Natali.

Ona i njen tim se nadaju da će naposletku uspeti da prikupe dovoljno podataka kako bi automatizovali proces potrage.

Cilj im je da stvore algoritam koji će predviđati pojavu kratera pre nego što dođe do eksplozije tako što će na satelitskim snimcima tragati za brežuljcima nastalim usled emisije gasa.

„Nadamo se da ćemo doći do toga da ih pronalazimo pre nego što nastanu", kaže Natali.

„Takva informacija nam je posebno potrebna kada krateri nastaju na području na kom žive ljudi, na kom ima cevovoda i druge gasne i naftne infrastrukture."

Proces otkrivanja učestalosti ovih kratera trenutno je spor.

Nakon burnog nastanka, većina kao da se jednako brzo izgubi u krajoliku - jama nastala nakon eksplozije blizu Sejake - koja je na mestima bila široka 70 metara, a duboka više od 50 - ispunila se vodom za samo četiri dana, zbog blizine reke.

Ovaj preobražaj iz rupe u jezero deluje kao prilično bezopasno finale dramatičnog događaja.

Drugim kraterima je potrebno više vremena, ali u roku od jedne ili dve godine rubovi mračne, ljute rane erodiraju i ispune se vodom, te ih je gotovo nemoguće razlikovati od više hiljada drugih okruglastih jezeraca.

Ona su poznata kao termokarst jezera - kojima je prošaran pejzaž.

Još uvek nije poznato koliko tačno tih jezera predstavlja ožiljke kratera usled emisija gasa.

„Verovatno su neka od jezera na permafrostu vodom ispunjeni krateri ostali nakon emisija gasa", kaže Kizjakov.

„Suviše je rano da bi se utvrdilo koliko je taj mehanizam nastanka jezera uobičajen."

Neka vajda i od korone: Pingvini u šetnji po zatvorenom akvarijumu

Neki naučnici su pokušali da identifikuju kratere posle emisija gasa tako što su merili nivo hemikalija otopljenih u karakterističnim jezerima, ali nisu bili su stanju da ustanove nikakav obrazac.

Razlog za istraživanje toga koliko su ovi događaji česti nije samo puka znatiželja.

Raste zabrinutost zbog toga što bi pojava kratera na severozapadu Sibira mogla da bude u vezi sa širim promenama na Arktiku usled klimatskih promena.

„Krateri su zapanjujući pokazatelj toga šta se dešava širom Arktika." - Su Natali.

Temperatura vazduha na površini Arktika raste dvaput brže od globalnog proseka, što uvećava količinu otopljenog permafrosta tokom letnjih meseci.

To samo po sebi menja arktički pejzaž i uzrokuje sleganje odrone poznate kao klizišta usled otapanja.

Sibir se može pohvaliti verovatno najvećim takvim klizištem na planeti - megaklizište Batagajka, koje je od obične jaruge tokom šezdesetih godina prošlog veka postalo gotovo 900 metara široko.

„Nije mi poznato da bilo gde drugde na planeti klimatske promene dovode do promene fizičke strukture tla", tvrdi Natali.

Zarobljeni u arktičkom permafrostu nalaze se ogromne količine ugljenika - gotovo dvaput veće od ukupne trenutne količine u atmosferi.

Uglavnom je u obliku zamrznutih ostataka biljaka i drugog organskog materijala, skupa sa metanom koji je ostao zarobljen unutar kristala leda - gasnih hidrata koje je Čuvilin ranije pominjao.

Kako se tlo otapa, tako mikroorganizmi razlažu organsku materiju i kao nusproizvod oslobađaju metan i ugljen-dioksid, a pri tom se oslobađa i metan zarobljen u ledu.

Kao moćan gas staklene bašte, ovaj metan iz permafrosta bi mogao da ubrza globalno zagrevanje i tako dovede do još većeg otapanja.

Međutim, na Jamalu, krateri ukazuju na moguće postojanje još jednog procesa, koji unosi dodatnu nestabilnost u složeni kružni proces između rasta temperatura, otapanja permafrosta i oslobađanja gasova staklene bašte.

Ako se ispostavi da zalihe metana koje permafrost drži zarobljene duboko ispod površine počinju da se probijaju naviše, kroz inače neprobojne slojeve permafrosta, to bi moglo značiti da smrznute ledene kape na tundri postaju propustljivije.

A to bi moglo da izazive dodatnu zabrinutost, zbog toga na koji način promene na Arktiku utiču na šire globalno zagrevanje planete.

„Krateri su zapanjujući pokazatelj toga šta se dešava širom Arktika", tvrdi Natali.

„Kada sagledate promene na ovom krajoloku, neke se odvijaju polako, a druge naglo.

Vrlo malo ih je eksplozivno, ali to nam pokazuje koliko sve te promene doprinose količini gasova staklene bašte u atmosferi."

Iako misteriju jamalskih kratera tek treba razrešiti, ono što je dosad otkriveno ukazuje na to da bi ih trebalo pomno pratiti u budućnosti.

Ovaj tekst je ažuriran 4. decembra kako bi obuhvatio najnovije rezultate tima Su Natali, koji ukazuju na to da 17 kratera koji su možda nastali usled emisije gasa najverovatnije nije oformljeno na taj način.

Pratite nas na Fejsbuku i Tviteru. Ako imate predlog teme za nas, javite se na [email protected]