Ziemia na Syberii zwariowała. Po ogromnych dziurach przyszedł czas na eksplodujące kratery
Syberia - kraina wiecznej zmarzliny, niekończących się przestrzeni i ekstremalnych temperatur. To tutaj, w północnej części tego nieprzystępnego regionu, naukowcy od dekady obserwują zjawisko, które budzi nie tylko ciekawość, ale i niepokój.
Gigantyczne kratery, powstające w wyniku potężnych podziemnych eksplozji, budzą ogromne zainteresowanie. Od 2014 r. odkryto około 20 takich lejów, a w najnowszym badaniu naukowcy ostrzegają, że w najbliższej przyszłości możemy spodziewać się kolejnych.
Dziura, w której zmieści się 15-piętrowy budynek
Nie tak dawno pisaliśmy o potężnej dziurze na Syberii, która cały czas się powiększa. Ale w tym regionie jest jeszcze jedno zjawisko, które wywołuje niepokój. Chodzi o ogromne kratery po tajemniczych wybuchach.
Pierwszy krater zauważono w 2014 r. na półwyspie Jamał, w rejonie Arktyki. Obiekt był gigantyczny - jego głębokość sięgała niemal 50 m, co oznacza, że mógłby pomieścić 15-piętrowy budynek. Kolejne odkrycia potwierdziły, że takie kratery pojawiają się także w innych częściach Syberii, na przykład na półwyspie Gydańskim.
Bryły skał i lodu rozrzucone po krajobrazie wokół kraterów wskazywały, że powstały w wyniku gigantycznych eksplozji. Te dziwne kratery nigdy nie zostały znalezione nigdzie indziej.
Choć naukowcy od początku podejrzewali, że kratery powstają w wyniku eksplozji gazu, dopiero teraz udało się dokładniej wyjaśnić ten proces. Badania prowadzone przez naukowców pod przewodnictwem Uniwersytetu Cambridge rzucają nowe światło na ten fenomen.
Wszystkiemu winne jest ocieplenie klimatu
Nowe badanie wykazało, że nietypowa budowa geologiczna regionu, w połączeniu z ociepleniem klimatu, zapoczątkowała proces, który doprowadził do gwałtownego uwolnienia metanu w wiecznej zmarzlinie.
Półwysep Jamalski to nisko położony masyw lądowy, który wcina się w Morze Karskie w północno-środkowej Rosji. W 2014 r. pojawiły się doniesienia o kraterze o szerokości około 70 m w najszerszym punkcie, który pojawił się nagle w wiecznej zmarzlinie. W ciągu następnej dekady odkryto inne kratery zarówno na Półwyspie Jamalskim, jak i na pobliskim Półwyspie Gydańskim.
W ciągu ostatnich 10 lat pojawiło się wiele hipotez wyjaśniających powstanie kraterów. Według nich eksplozje mogły być spowodowane gromadzeniem się metanu pod ziemią, co było wynikiem topnienia wiecznej zmarzliny, lub bliskością złóż gazu ziemnego.
Jednak autorzy odkryli, że samo ocieplenie wiecznej zmarzliny nie wystarczy, aby spowodować eksplozję. Nowe badanie ujawnia, że ocieplenie powierzchni prowadzi do szybkiej zmiany ciśnienia głęboko pod ziemią, powodując uwolnienie wybuchowego gazu.
Więcej o zmianach klimatycznych przeczytasz na Spider's Web:
Jak w ogóle mogło dojść do takich wybuchów?
Naukowcy rozwiązywali zagadkę od podstaw, najpierw zastanawiając się nad podstawowym pytaniem: Czy eksplozje były spowodowane procesami fizycznymi, czy chemicznymi?
Istnieją tylko dwa sposoby, aby wywołać eksplozję. Albo zachodzi reakcja chemiczna i następuje eksplozja, jak wybuch dynamitu, albo pompujesz oponę rowerową, zwiększając ciśnienie, aż eksploduje – to fizyka
- tłumaczy Julyan Cartwright, geofizyk z Hiszpańskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych i jeden z autorów badania.
W tym przypadku nie było dowodów na to, że eksplozje były spowodowane reakcjami chemicznymi, więc eksplozje musiały mieć fizyczne źródło. Ale co mogło napompować gaz aż do takiego ciśnienia?
Jak się okazuje, stoi za tym zjawisko osmozy. Wyobraźmy sobie miskę z wodą podzieloną na pół bardzo drobną siatką. W jednej części mamy wodę, w drugiej części wodę z solą. Siatka w naszym przykładzie jest tak drobna, że pozwala na przepływanie wody, ale zatrzymuje sól.
Woda przepływa z miejsca, gdzie jest jej więcej (czysta woda) do miejsca, gdzie jest mniej (woda z solą), żeby "rozcieńczyć" tę sól. W takim przypadku ciśnienie po stronie słonej wzrośnie.
Zjawisko rzadkie, ale niebezpieczne dla klimatu
Gruba, gliniasta zmarzlina Półwyspu Jamalskiego działa jak bariera osmotyczna - a ocieplenie ją zmienia. Ta warstwa o grubości od 180 do 300 m pozostaje trwale zamarznięta przez cały rok.
Rozsiane po całej tundrze i wciśnięte w wieczną zmarzlinę leżą niezwykłe, metrowej grubości warstwy niezamarzniętej, wysoko zasolonej wody zwanej kriogegami, utrzymywanej w stanie ciekłym dzięki połączeniu ciśnienia i zasolenia.
Pod kriogegami znajduje się warstwa skrystalizowanych stałych substancji metanu i wody, zwanych hydratami metanu, które są utrzymywane w stanie stabilnym dzięki wysokiemu ciśnieniu i niskiej temperaturze.
Jednak cieplejsze temperatury destabilizują te warstwy. Zmiany klimatyczne spowodowały stopienie się warstwy aktywnej i jej rozszerzenie w dół, aż dotarła do kriopegu, uwalniając wodę, która przemieszcza się do kriopegu pod wpływem ciśnienia osmotycznego.
Ale w kriopegu nie ma wystarczająco dużo miejsca, aby utrzymać dodatkową wodę z topniejącego lodu wtłoczoną przez osmozę, więc ciśnienie rośnie. Rosnące ciśnienie tworzy pęknięcia w glebie, które przemieszczają się w górę od kriopegu w kierunku powierzchni.
Następnie gradient ciśnienia się odwraca: popękana gleba powoduje nagły spadek ciśnienia na głębokości. Ta zmiana ciśnienia uszkadza hydraty metanu pod kriopegiem, co powoduje uwolnienie gazu metanu i fizyczną eksplozję.
Badania wykazały, że okres poprzedzający eksplozję może trwać dekady. Ta oś czasu pokrywa się z rosnącym ociepleniem klimatu, które zaczęło się w latach 80.
To może być bardzo rzadkie zjawisko. Ale ilość uwalnianego metanu może mieć dość duży wpływ na globalne ocieplenie
– powiedział Morgado.
Jakie są dalsze scenariusze?
Choć gigantyczne kratery Syberii są fascynującym obiektem badań, ich istnienie to także ostrzeżenie. Wraz z postępującym ociepleniem klimatu te zjawiska mogą stać się częstsze i bardziej nieprzewidywalne. Dla naukowców to wyścig z czasem, aby zrozumieć, jakie skutki mogą przynieść eksplozje metanu na większą skalę.
Syberyjskie kratery to zjawisko jednocześnie piękne i przerażające. Wymagają naszej uwagi, nie tylko jako naukowej ciekawostki, ale jako przypomnienie o konsekwencjach zmian, które dzieją się na naszej planecie.
