Megoldhatták a szibériai kráterek rejtélyét

A szinte szabályos kör alakú lyukak mély fekélyek a permafroszt felszínén, olyan vidéken, ahol a mélyben igen nagy szénhidrogén-készletek találhatók. A több tíz méter átmérőjű lyukak megjelenése kapcsán az első pillanattól fogva felröppentek az olyan „hírek”, hogy titkos katonai kísérlet zajlik, vagy épp idegen lények szálltak le Szibériában, de az olyan, némiképp valószerűbb ötletek is, mint a meteorit-becsapódás vagy a jégvulkáni tevékenység.

Azonban, főként ahogy a kráterek száma is nőni kezdett, egészen hamar világossá vált, hogy az örök fagy birodalmában bekövetkező változások állhatnak a háttérben. Mivel egy aktív szénhidrogén-lelőhelyen alakulnak ezek ki, a létrejöttük tisztázása biztonsági okokból is fontos.

Nemrégiben a Geophysical Research Letters folyóiratban látott napvilágot egy új kutatás eredménye, amely a lyukakat létrehozó folyamatok részleteit tárta fel. A krátereknek nevezett kerek, mély lyukakban rendkívül sok metánt mértek már a korai vizsgálatok, az nem volt világos, hogy végül is miféle folyamat játszódik le, miként alakulnak ki a mélyedések. A kutatásról az Amerikai Geofizikai Unió számolt be. 

Az eredmények szerint nem véletlen, hogy a jelenség csak a világ ezen egyetlen tájához köthető.

A kutatók arra jutottak, hogy a jelenséghez szükség volt a helyszín különös geológiai tulajdonságaira és a felmelegedésre is. Ez utóbbinak az a szerepe, hogy a permafroszt mélyén lévő metán-hidrátok elolvadnak és felszabadul a metángáz.

Recept metánt böfögő kráterekhez

A Jamal-félsziget, és a szomszédos Gidai-félsziget igen hasonló, alacsony fekvésű, a Kara-tengerbe nyúló terület, amelyeket az Ob- és a Taz-folyók torkolatát jelentő öböl választ el egymástól. Az örök fagy birodalma ez, nyáron is csak a felszín olvad meg – mocsárrá változtatva a területet.

Azonban a fagyott, mélyebb talajrétegek egyre jobban olvadnak – a permafroszt olvadása régóta ismert probléma. A térség jelentős szénhidrogén-készletekkel rendelkezik, ami folyamatos metán-utánpótlást is jelent. Az olvadás során a metán-hidrátokból felszabaduló vagy az említett gázrétegekből eredő metán a talaj mélyén összegyűlik, majd egy-egy robbanással áttöri a felszínt.

A felszín olvadása során átalakulnak a mélybeli nyomásviszonyok, emiatt szabadulhat fel a metángáz, de a kutatók számításai arra mutatnak, hogy az olvadás önmagában kevés volna a lyukakat létrehozó robbanásokhoz. A vizsgálatok során azt kizárhatták a kutatók, hogy kémiai folyamat állna a háttérben (se fénnyel, se égéstermékekkel nem jár a kialakulásuk), így csakis valamiféle fizikai következménye lehetett a robbanás.

A talajban erősen sós vizű lencsék alakulnak ki, ez az örökké fagyott rétegekben. Ezek a lencsék a rendkívüli sótartalom miatt sose fagynak meg, holott a hőmérséklet alapján az ember jeget várna. Még akkor alakultak ki ezek, amikor a jégkorban a talaj átfagyott, és a korábbi tenger járta területekről visszahúzódott a sós tengervíz. Az üledékrétegek ugyan megfagytak, ám a bennük lévő só a fagyás során kinyomódott e talajrétegekből.

Azonban e sós lencsék az ozmotikus nyomás hatására szó szerint vonzzák a vizet, és itt lép a képbe a permafroszt nyári olvadása. A lefelé szivárgó olvadékvíz szeretne bejutni ezekbe, ám ott korlátozott a hely.

Emiatt a sós lencse feletti talajban repedések jönnek létre, ettől pedig hirtelen leesik a nyomás. A hőmérséklet ugyan nem túl sokkal magasabb a bejutó víz hatására, ám a nyomáscsökkenés miatt hirtelen bomlani kezd a fagyott állapotú metán-hidrát, az így keletkező gáz veti szét a talajt a sós lencsék felett.

Fontos ehhez tudni, hogy a metán-hidrát stabilitásához nemcsak hidegre van szükség, hanem nagy nyomásra is, ezért is van, hogy az óceánokban lévő metán-hidrát bizonyos vízmélység alatt található csak meg.

Azok a folyamatok, amelyek végül az elmúlt évtizedben kezdődött és egyre gyakrabban létrejövő lyukakhoz elvezettek, valamikor az 1980-as években indultak be. Ez a térségben is tapasztalható egyre fokozottabb felmelegedéssel függ össze, és ez azt is jelenti, hogy a jövőben még több efféle krátert eredményező robbanás várható.

Ez pedig a régió infrastruktúráját fenyegető probléma, amellyel a bányászatnak számolnia kell. Az pedig csak tovább ront a helyzeten, hogy e kráterek létrejöttével jelentős mennyiségű plusz metán jut a légkörünkbe.