Кратер Батагайка. Що хочуть дізнатися вчені, досліджуючи сибірські "ворота в пекло"

Вчені висловлюють вкрай занепокоєння стрімким збільшенням сибірського кратера Батагайка. Ця величезна яма збільшується з лякаючою швидкістю. Оглядач BBC Earth розповідає про кратері, сформованому в сибірській вічній мерзлоті.
Неподалік від басейну річки Яна, серед великої зони вічної мерзлоти знаходиться вражаючий провал в земній корі, за своєю формою нагадує пуголовка. Це кратер Батагайка.
Він також відомий як "мегавпадіна" і є найбільшим утворенням подібного роду: його довжина дорівнює 1 км, а глибина - 86 м. І кратер продовжує стрімко збільшуватися.

У місцевих жителів він користується поганою репутацією - вони називають його не інакше як "ворота в пекло" і вважають за краще не бувати тут. А ось для вчених це місце представляє величезний інтерес.
Досліджуючи шари грунту, які оголилися при утворенні западини, можна зрозуміти, як наш світ виглядав в далекому минулому і який клімат тоді панував.
У той же час подальше стрімке розширення кратера - це наочне свідчення того впливу, яке кліматичні зміни надають на вічну мерзлоту.

Грунт тут цілий рік в замерзлому стані

Існує два види вічної мерзлоти. Перший утворений з похованого під землею льодовикового льоду, що залишився після останнього льодовикового періоду.
Другий тип - лід, що сформувався безпосередньо в шарах грунту, і саме в такій вічній мерзлоті розташовується кратер Батагайка. Найчастіше цей лід знаходиться під шаром осадової породи, а його вік становить не менше двох років.
Кратер Батагайка відкриває нам зріз підземної вічної мерзлоти, певна частина якої сформувалася багато тисяч років тому.
Перше з ланцюжка подій, що призвели до утворення кратера, відбулося в 1960-х роках. Через швидкої вирубки лісів крони дерев перестали приховувати землю протягом теплих літніх місяців, і сонячні промені почали її поступово нагрівати. Причому в міру зростання кратера прискорюється і процес танення замерзлого ґрунту, а це супроводжується викидом в атмосферу величезної кількості метану. За оцінками вчених, у вічній мерзлоті Північної півкулі може міститися близько 50% метанових запасів Землі. А метан має ще більш сильний парниковий ефект, ніж вуглекислий газ.

В результаті викиди прискорюють потепління на глобальному рівні, при цьому вчені бояться навіть припускати, як ці випаровування вплинуть на атмосферу Землі.

Все це поглиблювалося відсутністю вологи, яка перш за охолоджувала повітря і грунт, випаровуючись з листя нині зниклих дерев.
"Поєднання цих двох факторів - відсутність тіні і випаровування - призвело до нагрівання земної поверхні", - говорить Джуліан Мартон з Університету Сассекса (Велика Британія).
В результаті цього став нагріватися і шар ґрунту, який перебував безпосередньо над вічною мерзлотою, що призвело до її танення. З самого початку цього процесу темпи танення поступово росли.

Шари, які оголив провал, розповідають про клімат минулих епох

Саме тому вчені уважно стежать за тим, що відбувається з кратером.
В одному з досліджень, опублікованому в журналі Quaternary Research в лютому 2017 року, говориться, що завдяки аналізу відкрилися шарів можна буде отримати інформацію про зміну клімату протягом 200 000 років.
За останні 200 000 років клімат Землі змінювався кілька разів, відносно теплі міжльодовикові періоди змінювалися холодними льодовиковими.
Осадові шари в Батагайке "представляють собою безперервну геологічну літопис, причому досить незвичайну", говорить Мартон. "Читаючи" цей літопис, вчені зможуть дізнатися, як змінювалися і місцевий клімат, і навколишнє середовище.

"Ми поки що працюємо над хронологією", - зазначає Мартон. Наступним його кроком стане збір і аналіз осадових порід.
В ідеалі для цього їх слід просвердлити наскрізь, щоб отримати "безперервну серію осадових порід", яка дозволить визначити більш точні дати.
Потім дані, отримані в ході аналізу вічної мерзлоти, можна буде порівняти з іншими температурними даними, в тому числі характеристиками крижаних кернів, взятих з крижаних щитів.
"Ми хочемо з'ясувати, наскільки сильно змінювався клімат [в Сибіру] протягом останнього льодовикового періоду і як часто періоди потепління змінювалися на періоди похолодання в порівнянні з Північноатлантичним регіоном", - розповідає Мартон.
Це важливо, тому що про кліматичної історії величезної частини Північної Сибіру до сих пір мало що відомо. Зрозумівши, як змінювалася навколишнє середовище в минулому, вчені зможуть спрогнозувати схожі зміни в майбутньому.

З кожним роком кратер все більше

Наприклад, 125 000 років тому Земля переживала міжльодовиковий період, під час якого температура була на кілька градусів вище, ніж зараз.
"Якщо ми зможемо зрозуміти, якою була екосистема в той час, ми отримаємо хоча б приблизне уявлення про те, як навколишнє середовище може змінитися з глобальним потеплінням", - говорить Мартон.
Якщо вічна мерзлота реагує на нагрівання так само, як і по завершенні останнього з відомих нам льодовикових періодів, ми можемо очікувати появи нових западин, великих котлованів і озер.

Крім того, не виключено і поява нових ділянок землі, зараз знаходяться під льодом на глибині 10-20 м.
"Вічна мерзлота, дуже багата льодом, починає танути зверху вниз, лід зникає, і формується зовсім новий ландшафт", - говорить Мартон.
Все це, можливо, вже не за горами. Тепер ми знаємо, що зміни у вічній мерзлоті відбуваються дуже швидко.

Танення вічної мерзлоти здатне прискорити зміну клімату

Френк Гюнтер з Інституту Альфреда Вегенера в Потсдамі (Німеччина) і його колеги спостерігають за цим місцем вже 10 років, використовуючи супутникові знімки для того, щоб визначити темпи змін.

За весь час їх досліджень стіна в верхній частині кратера в середньому росла на 10 м в рік. У більш теплі роки спостерігалися ще більш швидкі зміни, до 30 м в рік. Гюнтер розповів про це на засіданні Американського геофізичного союзу в грудні 2016 року.

У нього є підстави вважати, що в найближчі літні місяці бокова стінка зростаючого кратера досягне сусідній рівнини, схильною до ерозії. Це, швидше за все, стане ще одним фактором його подальшого збільшення.
"Якщо говорити в загальному, то за багато років ми не спостерігали різке збільшення або спаду цих темпів, кратер зростає стабільно, - каже Гюнтер. - А постійне зростання означає, що кратер стає глибше з кожним роком".
Це може мати й інші тривожні наслідки.

У вічній мерзлоті збереглися залишки древніх лісів

Численні поклади льоду, що сформувалися під час останнього льодовикового періоду, сьогодні виходять на поверхню. Цей лід, що міститься в грунті, містить велику кількість органічних речовин, в тому числі вуглецю, що зберігався в ньому кілька тисяч років.
"Загальна кількість вуглецю у вічній мерзлоті по всьому світу можна порівняти з вмістом вуглецю в атмосфері", - говорить Гюнтер.
Чим більше вічної мерзлоти тане, тим більше з неї вивільняється вуглецю, який споживають бактерії, як побічні продукти виробляючи метан і двоокис вуглецю.

Ці парникові гази потрапляють в атмосферу, підвищуючи темпи потепління.
"Ми називаємо це позитивним зворотним зв'язком, - говорить Гюнтер. - Потепління прискорює потепління, і подібні процеси можуть протікати і в інших місцях".
"Це загрожує не тільки інфраструктурі. Ніхто не може це зупинити. Не існує технічного рішення, здатного перервати формування цих кратерів", - пояснює він.
Немає ніяких ознак того, що ерозія цього кратера найближчим часом сповільниться, тому що з року в рік він тільки зростає.
Тому майбутнє сибірської вічної мерзлоти - під великим питанням.

Джерело: http://www.bbc.com/