Метан в черном море на какой глубине

СКОЛЬКО ТОПЛИВА В ЧЁРНОМ МОРЕ?

Биологические исследования Чёрного моря проводили в подводных лабораториях «Бентос-300» — уникальных подлодках, на которых размещались 12 человек и научное оборудование. Небольшая подлодка кажется крошечной на фоне баржи.

Российские исследователи из Института микробиологии им. С. Н. Виноградского РАН (ИНМИ РАН) определили, сколько метана содержится в Чёрном море, и выяснили, откуда он там берётся.

Метан, по мнению учёных, один из основных источников энергии. Кроме того, это парниковый газ номер два после углекислого газа. За последние 500 лет количество метана на Земле увеличилось втрое и продолжает расти со скоростью 1% в год.

Микробиологи из ИНМИ РАН считают, что образование метана в Чёрном море, так же как и его окисление (до углекислого газа), происходит с участием микроорганизмов. С ними, правда, не совсем согласны геологи, которые не последнюю роль в этом кругообороте метана отводят геологическим процессам, но всё же признают, что без бактерий дело не обходится. Чёрное море учёные называют реактором, где протекает несметное число химических, физико-химических, биохимических, биологических процессов, многие из которых взаимосвязаны. Как рассказал на одном из недавних заседаний президиума РАН академик М. В. Иванов (ИНМИ РАН), работы по изучению роли микроорганизмов в образовании и окислении метана в Чёрном море были начаты совместно с Институтом океанологии АН СССР ещё в первой половине 80-х годов прошлого века. Тогда впервые были получены сведения о метанобразующих и метанокисляющих микроорганизмах в воде и донных осадках Чёрного моря, их распространении и геохимической активности.

Совместная экспедиция ИНМИ РАН с Институтом биологии южных морей, проводившаяся на подводной лодке-лаборатории «Бентос-300» в декабре 1990 года, получила первые доказательства крупномасштабных процессов анаэробного (в отсутствии свободного кислорода) окисления метана. Таким доказательством стали обнаруженные карбонатные постройки разных типов: бугристые плиты округлой формы, плиты с одним или несколькими коралловидными наростами и плиты с башнеобразными или древовидными постройками высотой 30—100 см. Найдены они в районе интенсивного газовыделения и высокого содержания метана на глубинах, где кислород полностью отсутствовал. При разрушении построек из внутренних полостей и каналов выделялись струи пузырьков газов. Как оказалось, постройки на 99,6% состоят из кальциевого арагонита (СаСО₃). Учёные предположили, что они образованы в значительной мере благодаря активности бактерий, окисляющих метан. Для такого предположения у исследователей были основания: органическое вещество обрастаний на карбонатных постройках имело максимально лёгкий изотопный состав углерода (лёгкий изотоп углерода — 12 С), что свидетельствовало о его биогенном происхождении.

В течение последующих десяти лет учёные изучали биогеохимический круговорот метана в Чёрном море — в анаэробной и аэробной толще воды и донных осадках. В результате исследователи оценили содержание метана в анаэробной части в 45·10 11 молей (то есть 7,2·10 10 кг). При этом, как было показано, более 75% метана, растворённого в морской воде, продуцируют анаэробные микроорганизмы — археи, предположительно из рода Methanotrix. Остальные 25% метана поступают в воду из сравнительно неглубоководных осадков — с глубины менее 700 м, а также из холодных метановых сипов (высачивающихся со дна флюидов метана) и подводных грязевых вулканов.

Исследователям из ИНМИ РАН удалось установить, что метан, мигрирующий из анаэробной зоны (толщи), практически полностью окисляется аэробными бактериями (то есть бактериями, способными жить и развиваться только при наличии свободного кислорода) на границе восстановленных и окисленных вод моря. Однако уже в самой аэробной зоне метан образуется за счёт активности других микроорганизмов — архей в анаэробных микронишах, образующихся в кишечном тракте зоопланктона, и в скоплениях органических веществ различного происхождения. Именно за счёт метана, образованного в аэробной зоне, формируется его поток с поверхности моря в атмосферу. Оценка количества биогенного метана, поступающего в атмосферу, — ближайшая задача изучения цикла метана в Чёрном море. Благоприятные термобарические условия (температура и давление), существующие в глубоководной впадине моря (глубина более 700 м), позволили геофизикам прогнозировать поддонные залежи газогидратов метана. Их существование пока не подтверждено бурением, тем не менее, по мнению академика Иванова, расшифровка происхождения метана поддонных газогидратов, ещё одна первоочередная задача изучения цикла метана в Чёрном море. Предполагают, что в образовании метановых газогидратов участвует как метан, который продуцируется археями в глубоководных осадках, так и метан водной толщи, мигрирующий из придонной воды в верхние горизонты осадков.

Газогидраты метана в Черном море Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Шнюков Е. Ф.

Обобщены сведения о находках газогидратов метана в Черном море, прослежена связь с тектоническими структурами региона. В глубоководной впадине происходит локализация газогидратов, на материковом склоне и шельфе газовыделение в виде сипов. Большинство находок газогидратов приурочено к выбросам грязевых вулканов. Подтверждены и уточнены сведения о перспективных районах поисков газогидратов с целью оценки газового потенциала Черного моря, доныне недостаточно изученного.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Газогидраты метана в Черном море»

ГАЗОГИДРАТЫ МЕТАНА В ЧЕРНОМ МОРЕ

Обобщены сведения о находках газогидратов метана в Черном море, прослежена связь с тектоническими структурами региона. В глубоководной впадине происходит локализация газогидратов, на материковом склоне и шельфе — газо-выделение в виде сипов. Большинство находок газогидратов приурочено к выбросам грязевых вулканов. Подтверждены и уточнены сведения о перспективных районах поисков газогидратов с целью оценки газового потенциала Черного моря, доныне недостаточно изученного.

Проблема метаногидратов — важнейший вопрос современной геологии Черного моря. В настоящее время уже изучена природа газогидратов» обнаруженных в 1809 г. как техногенные новообразования. Российскими геологами впервые были выявлены и исследованы месторождения природных метаногидратов на суше в зоне вечной мерзлоты. В литературе показаны термодинамические пределы возникновения и существования газогидратов в Мировом океане. Найдены и изучены скопления газогидратов во многих районах океана, проведены ориентировочные подсчеты запасов метано* гидратов в Мировом океане. Они дают астрономические цифры [16].

Большинство стран, прилегающих к Черному морю, имеет весьма напряженный энергетический баланс, и поэтому изучение и освоение уже открытых в Черном море газогидратов было бы для черноморских стран крайне актуальным практическим проектом.

Между тем, эта фундаментальная проблема пока решается очень вяло. По нашему мнению, проблема газогидратов должна получить самую высокую государственную поддержку черноморских стран, должен быть создан единый фонд исследований. В частности, в Украине необходимо сформировать мощный неформальный коллектив специалистов разного профиля для решения этой важнейшей проблемы, наподобие тех, которые существовали при решении задач освоения атомной энергии. При этих условиях есть надежда получить через 10-15 лет столь необходимое для народного хозяйства Украины энергетическое сырье, что и определит развитие страны на десятки лет вперед. Мне представляется, что европейские исследователи понимают важность задачи освоения черноморских газогидратов. Об этом свидетельствуют рейсы научных судов для решения европейских научных программ, рейс немецкого научно-исследовательского судна “Метеор” и другие данные.

Исследования газогидратов метана в Украине уже несколько лет проводятся учеными НАН Украины. Была даже специальная программа работ, к сожалению не подкрепленная финансово. Тем не менее, исследования продолжаются и в настоящее время, хотя и в ограниченных масштабах.

1 Отделение морской геологии и осадочного рудообразования ННПМ НАН Украины.

11 сентября 1927 г. в 22 час. 15 мин. в Крыму произошло сильное (8 9 баллов) землетрясение. В суматохе никто не обратил внимания на необычное событие в море к западу от Севастополя. Архивные данные свидетельствуют: пост на мысе Лукулл зарегистрировал столб пламени в 0 час. 42 мин. продолжительностью 5 секунд. С маяка Евпатории в 2 час. 48 мин. наблюдалась вспышка огня белого цвета. Служба маяка Севастополя (Константи-новский равелин) установила по пеленгу 255 в 3 часа 31 мин. вспышку огня высотой 500 м, шириной полторы мили. Эту же вспышку наблюдали также с мыса Лукулл. Гидрографический катер утром вышел в море, потерпел аварию и, к сожалению, вынужден был вернуться, ничего не выяснив.

Геологи П.А. Двойченко, С.П. Попов диагностировали это явление как гигантские взрывы метана.

Оказалось, что эти взрывы не единственные. Как свидетельствуют литературные источники, близ Севастополя, с пляжа Учкулак во время землетрясения наблюдали водяной купол и белый пар или дым. В Евпатории вспышки длиной до 2 км видели в момент землетрясения два раза, при этом в 1 час 40 мин. облако горящих газов двигалось с севера на юг.

14 сентября в море в 7 км от г. Алупка наблюдался столб белого пара (я думаю, газов — Е.Ш.) высотой до 200 м. Через 3-4 секунды фонтан рассеялся, и поднялся еще один [11]. В октябре того же года горящие облака наблюдали из Евпатории с 3 часов ночи примерно в течение часа. Со ссылкой на очевидцев сообщается, что огненные столбы, т.е. горящие факелы газа зафиксированы 2, 3, 4 октября 1927 г. в 30 км от Феодосии в направлении Анапы. Ночью в это же время из Судака в сторону Алушты очевидцы наблюдали огонь и дым. 4 октября около 23 часов в 20-25 км к западу-юго-западу от Судака, примерно против дер. Ускут (ныне Приветное) зафиксировано появление белесой полосы, постепенно изменившейся до ярко-красного цвета и затем потускневшей, однако в 2315 вспыхнувшей ярким факелом с искрами. Факел погрузился в воду, а затем вновь возникло большое зарево. В течение часа появлялись яркие вспышки, временами были как бы выбросы шрапнели в воздух. Одна из вспышек была очень сильной, осветила облака [11].

Если осмыслить географию взрывов газа геологически, то получается, что выбросы газов и взрывы с огненными явлениями имели место как на шельфе (район Евпатории), так и, скорее всего, в глубоководной части моря (впадина Сорокина). Впрочем, указания местонахождений горения газов очень приблизительны и поэтому возможны ошибки.

Все эти эпизоды заставляли геологов задуматься. Черное море — необычный бассейн. Оказалось, что он характеризуется повышенной газоотдачей морскогодна. О выходах газов у болгарского побережья писали еще древнеримские авторы. Военные гидрографы описали газовые выделения на северо-западе моря в 1988 г. Последующие исследования подтвердили эти данные. Был обнаружен значительный нефтегазовый потенциал шельфа, уже частично освоенный. Установлено насыщение вод Черного моря метаном. Американские специалисты по результатам исследований на судне “Кнорр” оценили содержание газа метана в черноморской воде в 80 млрд м3[22].

Газоотдача черноморского дна гораздо выше, чем в других морях, где обнаружены огромные залежи углеводородов.

Одним из проявлений этого процесса являются газовые факелы (сипы), обнаруженные на северо-западе Черного моря в 1989 г. сотрудниками ИнБЮМа и в 1990 г. сотрудниками ИГН НАН Украины. Еще ранее они были описаны болгарскими геологами на шельфе Болгарии. В настоящее время в акватории Черного моря найдено до четырех тысяч газовых факелов, частично групп факелов. Они локализованы по периферии Черного моря, в частности, на северо-западе Черного моря, на болгарском шельфе, на керченско-таманском шельфе, вдоль берегов Кавказа. Данных о газовых факелах у берегов Турции нет.

Как правило, газовые факелы развиты на глубинах 50-700 м, глубже они встречаются очень редко. Высота факелов обычно до 100-200 м, большинство их не достигает поверхности воды и диффузно распыляется. Чаще всего это небольшие газовые струи, но иногда это целые группы газовых струй — до 5, 10, 12; некоторые из них достаточно значительны и образуют своеобразные облака газа близ дна. Во многих случаях видна прерывистость газовых факелов, т.е. как бы их пульсирующее извержение. Характер газовых факелов в разных районах моря примерно одинаковый, изменяется лишь мощность струй [20].

Для керченско-таманского шельфа удалось проследить определенную локализацию газовых факелов на вершинах положительных структур верхнего — неогенового структурного этажа, в меньшей мере — майкопских структур. Эту закономерность удается выявить в значительной мере благодаря вскрытию структур системой подводных каньонов [21].

Для северо-запада Черного моря данных пока мало, чтобы можно было говорить о подобной закономерности. Изучение газовых факелов большей частью проводилось вне зоны развития изученных геофизическими методами поднятий.

На северо-западе Черного моря был проведен своеобразный мониторинг. Несколько крупных газовых факелов, обнаруженных в 1994-1995 годах, были повторно изучены в 2004 г. Все они сохранились, более того, сохранились масштабы их деятельности, множественность струй и ряд других признаков.

О длительности функционирования газовых факелов свидетельствуют и карбонатные новообразования — корки, постройки, возникающие в процессе их деятельности. Наглядным примером такого рода может служить карбонатная постройка, поднятая в 57-м рейсе НИС “Профессор Водяниц-кий”. Возраст ее достигает 9050 лет! Надо полагать, именно столь длительное время функционировал породивший ее газовый источник. Один сантиметр постройки вырастал примерно за 33-34 года. И это — не самое древнее сооружение! Возраст отдельных построек достигал 30 тысяч лет. Судя по этим данным, масштабы газоотдачи дна Черного моря — просто грандиозные. Газоотдача продолжается минимум 30 тыс. лет [18].

При этом газовые факелы локализованы: на шельфе, особенно в зонах развития палеорек; на внешнем шельфе и материковом склоне. Для северо-

запада Черного моря данные о размещении газовых факелов по глубинам таковы: 51-100 м — 53%; 101-150 м — 14%; 151-200 м — 16 %; 201-250 м 4 %; 251-300 м — 6%; 301-350 м — 2%; 351-400 м — 0,5%; 401-450 м — 3%; 151-600 — 1,5%; 601-650 м — 1%; отдельные небольшие факелы встречены в глубоководной впадине [20].

Невольно возникает вопрос о причинах отсутствия газовых струй на дне впадин. Единичные находки факелов свидетельствуют о принципиальной возможности их возникновения в термодинамических условиях черноморских глубин.

По нашему мнению, локализация газовых сипов по периферии моря и их фактическое отсутствие в глубоководной зоне имеет свое объяснение: в термодинамических условиях морского дна, при определенном сочетании температуры и давления в глубоководной чаше существует зона гидрато-образования, при поступлении в которую метан увязывается в составе газогидратов и накапливается в подгидратных залежах. Колоссальные масштабы газоотдачи по периферии моря, надо полагать, свидетельствуют о колоссальной отдаче газов и в глубинной части, что позволяет предполагать масштабные размеры залежей газогидратов. Весьма возможно неравномерное поступление газов из недр, отсюда вероятность неравномерного размещения газогидратных залежей в пределах зоны гидратообразования. Кроме того, ряд факторов, и в том числе те же единичные факелы свидетельствуют все-таки о прорыве части газа по системе глубинных нарушений на поверхность морскогодна и отом, что всоставе газогидратов увязывается лишь часть газовых потоков. В.А.Соловьев [14] считает, что в газогидратах стабилизируется всего лишь от 1 до 10% газов, поступающих в зону гидратообразования.

Таким образом, в акватории Черного моря вырисовывается своеобразная закономерная зональность: центральная глубоководная часть моря содержит газогидраты, факелы газа локализованы но периферии моря. Весьма возможно, что газовые, а точнее газоводные сипы существуют и в ряде районов прилегающей суши, например, в Керченско-Таманской зоне, но большей частью не фиксируются из-за трудности их наблюдения.

Газогидраты метана впервые обнаружены в акватории Черного моря А.Г. Ефремовой и Б.П. Жижченко [7]. В ходе последующих исследований они были встречены в 10-12 точках глубоководной впадины Черного моря [1, 2, 4, 5, 8, 9, 17, 24 и мн.др.].

Облик черноморских газогидратов, поднятых донными снарядами, довольно разнообразен. Чаще всего это неправильные мелкие стяжения в полужидких илах, снегоподобные выделения в пустотах илов, лепешковидные образования, мелкие друзы кристалликов, белесые афанитовые прослойки мощностью до одного — нескольких сантиметров. Вмещающие осадки — илы разного литологического состава. Мощности осадков, содержащих газогидраты, достигают по данным [8] 400-500 м, максимум 800-1000 м. Газогидраты могут развиваться как в четвертичных осадках, так и в неогеновых отложениях. Нижняя граница толщи газогидратов параллельна поверхности дна. Осадки, пропитанные газогидратами,

слагают для поступающих из недр газов непроницаемую покрышку, ниже которой накапливаются подгидратные залежи газов. Возможно, в данном случае существует определенное динамическое равновесие: газы из верхней части залежи могут поступать в воду, газы из недр компенсируют потерянное. Подгидратные залежи возникают в таком случае лишь при более мощном подтоке снизу, чем потери газов из залежи сверху. Пока что изучить залежи газогидратов бурением в Черном море не удалось, получены лишь интересные геофизические (сейсмоакустические) данные [8 и др.].

Судя по литературным данным, находки газогидратов локализованы в крупных геологических структурах Восточно-Черноморской впадины — в прогибах Сорокина, Туапсинском, Гиресунском, в Западно-Черноморской впадине.

Состав газов, слагающих газогидраты, многократно описывался в литературе. По нашему мнению, газовый состав газогидратов имеет довольно важное значение, ибо в известной мере свидетельствует о термодинамических условиях их возникновения и тем самым сужает или расширяет возможный ареал развития газогидратов на дне моря. К сожалению, данные о составе газогидратов во многом разноречивы. Возможно, это свидетельство регионального разнообразия состава газогидратов. К).А. Бяков, Р.П. Круглякова [2] выделяют по составу два типа газогидратов. В газо-гидратах первого типа (грязевые вулканы МГУ, академика Страхова, Безымянный) метан содержится в количестве 93,3-95,7%, его гомологи — в количестве 4,3-6,7%. В других анализах из этих же точек найдены азот (0,7-1,8%), углекислый газ (0,85%), сероводород (0,25%). Второй тип — газогидраты из района грязевого вулкана Вассоевича — содержит только метан. По определениям Г.Д. Гинсбурга, А.II. Кремлева, М.Н.Григорьева [4], газогидраты на западе Черноморской впадины содержат 97-98% метана, 0,02-0,4% этана, 0,5-0,9% углекислоты, 0,25% сероводорода.

Аналитические данные о составе газогидратов, поднятых во время рейсов НИС “Профессор Водяницкий” были получены В.И. Авиловым и С.Д. Авиловой. Состав газов преимущественно метановый.

Изучался и изотопный состав газов из метаногидратов. По оценке АЛО. Бякова и Р.П. Кругляковой [2], изотопный состав углерода

Были предприняты подсчеты запасов потенциальных залежей газогидратов. По данным региональных сеймических профилей но сетке 25 х 25 км, выполненных “Южморгеологией”, обнаружено широкое развитие газогидратов в глубоководной впадине Черного моря и даже построена схема перспектив газоносности. В соответствии с этой схемой перспективна на газогидраты фактически вся центральная часть Черного моря, в частности, свод вала Андрусова, восток Западно-Черноморской впадины, материковый склон между Анапой и Сочи, материковый склон, прилежащий к Грузии, Туапсинская впадина и т.д.

О.Д. Корсаков, А.Ю. Бяков, С.Н. Ступак( 1989) оценивают запасы газа в газогидратах суммарно в 20-25 трлн м3. Болгарские геологи А. Василев и

Л. Димитров [3] отмечают перспективность примерно тех же районов Черного моря, определяя цифру запасов метана в газогидратах в 42-49 трлн м3.

По нашему мнению, время оценок общей массы газогидратов в Черном море пока еще не наступило.

Подавляющее большинство реальных находок газогидратов приурочено в Черном море к выбросам грязевых вулканов. Грязевые вулканы своеобразное проявление диапировой тектоники — достаточно широко развиты на дне Черного и Азовского морей. Из глубины недр при достижении аномально высоких давлений в 300-400 атмосфер по нарушениям газы поднимаются вверх, на поверхность дна, выбрасывая воду, глинистые массы, обломки твердых пород, чаще всего образуя как на дне, так и на суше положительные формы рельефа.

Грязевые вулканы известны на берегах Черного моря на Керченском и Таманском полуостровах. Их здесь встречено до семидесяти. Несколько грязевых вулканов описано в Румынии. Обычно это спокойно булькающие или эпизодически взрывающиеся морфоструктуры. Широко известны катастрофические взрывы вулканов Джау-Тепе в 1909 и 1914 гг.; Джарджа-ва в 1927 и 1982 г. (на Керченском п-ове), Карабетова гора в 1999, 2004, Западные Цимбалы в 2002 г. (на Таманском п-ове).

Грязевые вулканы в море развиты как на мелководьях, так и в глубоководной зоне. Примером катастрофического взрыва на мелководье может служить извержение вулкана Голубицкий в Азовском море в 2000 г. Взрывы этого очага имели место уже минимум 10 раз, начиная с 1795 г. (описания Палласа). В полукилометре от берега при десятиметровой глубине моря неожиданно происходит взрыв, образуется небольшой остров с сальзой в центре, в течение многих часов происходит выброс огромных масс газа, сопочной брекчии, крупных глыб и обломков пород. Газ иногда воспламеняется.

В Черном море сейчас известно 40-45 грязевых вулканов. По нашим прогнозам, составленным на основе изучения архива гидрографической службы СССР в г. Гатчина, в Черном море может быть обнаружено еще минимум столько же грязевых вулканов. Они и на дне действуют обычно спокойно, создавая положительные формы рельефа морского дна. Иногда, однако, имеют место катастрофические по своим масштабам выбросы газа. В этом отношении показателен грязевой вулкан Двуреченского во впадине Сорокина. Он открыт сотрудниками МГУ и “Южморгеологии”. Полученные НИС “Проф.Водяницкий” эхолотные изображения показывают моменты оживления деятельности вулкана в 2002 и 2003 гг. Фонтаны газа диаметром 300 м достигали высоты 800-850 м. Интересно, что немецкие экспедиции в те же годы и наша экспедиция в 2004 г. застали вулкан в состоянии покоя. Этот вулкан напоминает грязевой вулкан Локбатан в Азербайджане, где уже 60 лет продолжает работать мощный нефтепромысел.

Судя по данным А. А.Никонова [11], можно предположить, что взрывные выбросы грязевых вулканов с выходом газов на поверхность воды и их воспламенением имели место и в районах впадины Сорокина во время крымского землетрясения 1927 г.

Исследования морскогодна впадины Сорокина, выполненные предыдущими исследователями [10, 24] и в 2003-2005 годах экспедицией на судне ‘‘Профессор Водяницкий” с целью оконтурить выходы газогидратов в верхнем 2-3 метровом слое донных осадков показали в общем неоднозначные результаты (рис. 1, 2). Поля развития газогидратов весьма невелики, они привязаны к грязевым вулканам и грязевулканическим отложениям. Надо, очевидно, учитывать спорадичность развития газогидратов в осадках, случайность их скоплений и случайность их находок грунтовыми трубками.

Такая же картина была получена и при изучении газогидратов близ грязевого вулкана Профессор Водяницкий.

Каковы критерии поисков газогидратов? О.Д. Корсаков, А.Ю. Бяков, С.Н. Ступак [8] относят к перспективным районам материковый склон (от глубин 700-800 м до его подножия), конусы выноса рек, зоны суспензионных потоков и оползней, зоны развития диапировых структур, в первую очередь те, которые осложнены грязевыми вулканами.

По нашему мнению, это совершенно оправданные обобщения. Некоторые новые материалы позволяют их несколько уточнить и конкретизировать. Прежде всего, вся зона развития газогидратов ограничивается зоной гидратообразования, т.е. глубинами больше 700-800 м. В пределах зоны гидратообразования заслуживает внимания вся полоса огромного цир-кумчерноморского разлома, по которому и развивается материковый склон, веете участки глубинных и региональных разломов, которые расположены в глубоководной части моря, зоны развития диапиризма, в первую очередь осложненные грязевым вулканизмом и, возможно, зоны глубоководной субмаринной разгрузки (рис. 3). Что касается подводного хребта Андрусова, разделяющего две глубоководные котловины — западную и восточную -то, пожалуй, это вряд ли перспективный район. В течение нескольких последних лет мы исследовали Форосский выступ, являющийся как бы областью иримыкаиия этого хребта к Крыму. В пределах выступа не удалось обнаружить ни одного газового факела, ни одного грязевого вулкана. Можно полагать, что их не будет и на хребте Андрусова как на продолжении этого выступа, хотя принципиально их существование возможно.

Справедливы мнения о перспективности Туапсинской и Гиресунской впадин, материкового склона у берегов Южного Кавказа. Особенно перспективной представляется впадина Сорокина. Очень перспективен и северо-восток Западно-Черноморской впадины, где выявлены многочисленные грязевые вулканы, в выбросах которых обнаружены газогидраты.

Грязевые вулканы служат источником газов и генерируют залежи газогидратов, в то же время частично разрушая и выбрасывая обломки пород с гидратами на поверхность дна.

По нашему мнению, основная масса газов — глубинного происхождения [23]. Об этом свидетельствуют многие данные. Это, прежде всего, локализация большинства газовых факелов в зонах внешнего шельфа и материкового склона, где трассируется циркумчерноморский разлом, и в зонах палеодолин, где фиксируются региональные или глубинные разломы. Принимая во внимание находки супергигантских скоплений газов в четвер-

Рис.1. Схема предполагаемых перспективных районов развития газогидратов:

I — контуры крупных палеогеновых впадин; 2 — контуры второстепенных поднятий и впадин; 3 — палсоцсн-эоцеиовыс прогибы Аджаро-Трналет и Балкан; V — складчатые сооружения Западного Кавказа: 5 — Крымский мегактиклинорий; л Восточный Понт; 7 — палеозойско-мезозойский осадочный чехол Мнзийской плиты п Преддобруджннского прогиба; .V — контуры юрских впадин в пределах Прсддобруджннского прогиба; 9 складчатый палеозой и триас Северной Добруджн н Прнпрутского выступа; 10— рнфейскни гора центральной Добруджи; // — южная граница древней Восточно-Европейской платформы; /-’- граница зоны гкненциального гидратообразования: 13— гряхвые вулканы; N — грязевые факелы (енпы);

15 — предполагаемые перспективные районы развития газогидратов: а> районы развития грязевых вулканов: б) зоны потенциальной субмаринной разгрузки.

Впадины: I Западно-Черноморская; 2 — Восточно-Черноморская: прогибы: 3 Гурийский; 4 — Сорокина; 5 — Керченско-Таманский; 6 Индоло-Кубанский; 7 — Туапсинский; 8 Синопский: 9 Бургасский; 10 Нижис-Камчнйскнй; 11 — Каркнннтский; 12 — Крыловский; латы: 13 — Губкина; 14 — Каламнтскнй: 15 — Азовский: /* Андрусова: / 7 — Шатского: поднятия: 2/ — Килийское: 22 — Полшкова; 23 — Дружба; 24 — Архангельского; 25 — Муратова: 26 — Чихачева; 27 Джанелидзе; 28 — Страхова: 29 Барьерное: 30 Голицына; 31 —

Краевая ступень: 32 Альмннская впадина: 33 — Трабзонский выступ,

Структурно-тектоническая основа заимствована из работы ДА Туголесова: А .С. Горшкова. Л.Б. Мейснера и др. «Тектоника мезокзннозойскнх отложений Черноморской впадины» (1985)

ГЕОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ МИРОВОГО ОКЕАНА

58170 4 5658. ГГ) В3289

«Бермудский треугольник» Черного моря может погубить все побережье

Чёрное море является огромным хранилищем сероводорода и метана. Газы залегают на глубине нескольких сотен метров от поверхности и до самого дна. Они глубоко и никому не угрожают. Пока.

Чем холоднее вода — тем она тяжелее. Тёплая вода легче и, соответственно, иногда может давать возможность пузырям метана подниматься на поверхность, рассказал российский антрополог и популяризатор науки, кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова Станислав Дробышевский.

По словам учёного, подобные события уже случались в прошлом и имели трагические последствия.

«Вулканические озёра накапливали токсичные газы, которые со временем всплывали на поверхность. После этого вымирали все деревни», — рассказал учёный в свежем выпуске программы «Дробышевский. Человек разумный» на канале RTVI Развлечения, посвящённом глобальным катастрофам прошлого.

Сегодня, по его словам, Чёрное море претендует на роль «такого себе метангидратного ружья».

«Потому что тоже на дне скапливается метан, и рано или поздно он может булькнуть довольно-таки основательно. И, кстати, уже булькало несколько раз, есть такие гипотезы», — пояснил учёный.

«Метановые» Помпеи

Одна из крупнейших современных лимнологических катастроф — выброс огромных объёмов диоксида углерода в виде газа — произошла 21 августа 1986 года в деревне близ озера Ниос в Камеруне. Тогда сотни тел навеки замерли в том положении, в котором их настигло ядовитое облако смертельных газов. По некоторым данным, в районе озера-убийцы погибло около двух тысяч человек, проживающих в окрестных деревнях.

крым африка озеро газ катастрофа

То, что Чёрное море — своеобразный склад метана, подтвердил ForPost старший преподаватель кафедры землеведения и геоморфологии географического факультета Таврической академии Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского Геннадий Самохин.

По его словам, теоретически «потревожить» метан могут коллекторы глубокого заложения, сбрасывающие сточные воды в море. Опреснительные установки также способны добавить неприятностей, но только в том случае, если рассол от них будет сливаться глубже положенного уровня.

«Пока сероводород в Чёрном море не является проблемой», — считает учёный.

При этом Геннадий Самохин добавил, что высвободить токсичный газ способны и природные катаклизмы.

Так, примерно сто лет назад чудовищное землетрясение с эпицентром в Чёрном море не только разрушило Ялту и унесло множество жизней, но и запомнилось очевидцам морским пожаром.

«В то время как город сотрясался от чудовищных толчков, море полыхало ярким пламенем. Это горел сероводород, который достиг водной поверхности», — отметил учёный.

Он напомнил, что сероводород — это легковоспламеняющееся вещество, которое легко растворяется в воде и взрывается, смешиваясь с воздухом. Теоретически такие пузыри могут топить корабли, как это происходит в Бермудском треугольнике.

Крымский поток

Но может лучше не дожидаться катастрофы, а использовать залежи токсического газа на дне Чёрного моря на благо жителей полуострова и всей России? Подобная идея не нова — её озвучивали ещё во времена СССР, отметил Добрышевский.

Вместе с тем вмешательство человека в экосистему может нанести ещё больший вред, нежели природные катаклизмы. Малейшая оплошность в системе самого добывающего комплекса, если таковой и будет построен, приведёт к последствиям, аналогичным камерунским 1986 года. Только жертв на этот раз будет гораздо больше, предупредил кандидат химических наук, доцент кафедры общей и физической химии КФУ Константин Работягов.

«В случае ошибки на производстве примерно минут 10 люди будут ощущать запах тухлых яиц — пока не погибнут нервные окончания. Затем в течение нескольких минут погибнут и сами люди», — сказал Работягов.

Отметим, разговоры о добыче ядовитого, но очень дорогого и востребованного в фармакологии химического соединения шли не только в советское время, но относительно недавно.

Как сообщал ForPost, глобальный процесс повышения температуры воздуха не останавливается, а временные понижения, подобные тем, которые регион пережил в апреле и мае, не влияют на общий температурный тренд, считают климатологи.

Кроме того, по прогнозам исследователей, последствия глобального потепления видны уже сейчас — в Крыму появляется всё больше экзотических насекомых, в том числе вредителей. А через 50-100 лет некоторые районы полуострова и вовсе рискуют уйти под воду.

Лисички взяли спички: взорвется ли Черное море?

Крупные землетрясения в Крыму происходят раз в 80-100 лет. Последнее из самых разрушительных случилось в Ялте в 1927 году: Черное море тогда буквально горело. Стоит ли ждать морского «пожара» в ближайшем будущем, что именно горело в 1927 году, так ли опасен черноморский сероводород, отчего на самом деле может взорваться море, при чем здесь Всемирный потоп и кто такой Очамчирский бог? Naked Science получил ответы на эти вопросы у специалистов.

«Показать вам ближайшее место, где выходит метан? Вот в этой бухте», — научный руководитель ФИЦ ФГБУН Института биологии южных морей (Севастополь), доктор биологических наук, академик РАН и автор книги «Метановые сипы в Черном море: средообразующая и экологическая роль» Виктор Егоров подводит меня к окну своего кабинета. Прямо у основания здания ИнБЮМ плещется вода.

В Черном море есть не только вода, но и растворенные в воде сероводород и метан, о котором мало кто помнит, ведь первый, в силу своей токсичности, куда интереснее для скандалов, интриг и расследований. Не говоря уже о том, что таких запасов сероводорода, как в Черном море, нет ни в одном водоеме Земли. Впрочем, в более скромных масштабах кое-где он встречается. Например, во впадине Гданьская в Балтийском море или в озерах на Кольском полуострове. Существуют и антропогенные зоны заражения, в том числе в самом Черном море — в северо-западной его части.

Или на Атлантическом шельфе сороковых-пятидесятых широт Аргентины, где в свое время добывали столько рыбы нототении, что она кормила весь СССР. Тушки перерабатывали на муку, а головы выбрасывали в океан. Течения сносили их в ямы, где со временем и образовался сероводород. Но так ли страшен «тухлый» газ, как его малюют? Если он находится на морском дне, то нет. Гораздо опаснее в этом смысле метан, если его «потревожить».

Метановая сила

СН4 есть во всех морях и океанах нашей планеты. Существуют две гипотезы его происхождения: геологическая — термогенный метан, а также биологическая — метан, как болотный газ, образующийся при участии бактерий. Молярная масса термогенного метана повыше, чем у биологического, — в состав биогенного метана входят более легкие изотопы углерода. Этим они и отличаются. А еще тем, что геологический газ можно добывать, а биогенный — пока экономически нецелесообразно. Это связано с тем, что биогенный газ в донных осадках имеет меньшую удельную концентрацию — его попросту мало.

«Множественные попытки в разных странах показали, что производственные затраты по добыче биогенного метана слишком высоки. При изучении черноморского метана (его выходы по большей части расположены в северо-западной части моря) оказалось, что он почти полностью биогенного происхождения. В то же время морские геологи говорят, что запасов подобного метана так много просто быть не может», — говорит Виктор Николаевич.

Тем не менее на дне Черного моря есть метановые гидраты, которых хватит, чтобы на две тысячи лет обеспечить газом весь Крым. Это еще что: во всех океанах планеты метана столько, что, умей мы его добывать, его хватило на шесть тысяч лет (!) для бытовых нужд мира (при нынешнем уровне потребления, разумеется). Кстати, об умении — как раз его ученым пока не хватает.

Активно над этой проблемой трудятся в США, Мексике, Японии и Индии, но разработки, как правило, засекречены. Чтобы добывать, например, газовые гидраты, нужно, как оказалось, нарушить их стабильность. Это делают при помощи бурения так называемых нагнетательных и газоотводящих скважин, применении технологии гидроразрыва пластов и закачки в них термальной воды. И здесь существует реальная и очень серьезная опасность.

«Если мы потревожили газовые гидраты так, что они создали эффект разрушения смежных структур, вот тогда может возникнуть «цепная реакция» и Черное море взорвется, — продолжает Егоров. — Поэтому вопрос о безопасной добыче открыт».

Помимо газовых гидратов, источники метана в Черном море — так называемые холодные сипы и места, где газ просто выходит изо дна.

«В научной литературе есть сведения, что в районе палеорусла реки Днепр, на глубине трех километров толщи дна, обитают ранее неизвестные формы археобактерий, которые могут перерабатывать метан внутри Земли, — говорит академик. — И, возможно, он выходит в море уже в виде биогенного газа, хотя источник его может быть термогенным (это означает возможность его добычи, так как такой газ может иметь бóльшие концентрации, чем биогенный. — Прим. ред.). Но чтобы знать наверняка, нужно выполнить большой комплекс геологических, биохимических и сейсмических исследований».

От метана, впрочем, уже есть очевидная польза — экологическая. В той зоне, где он выходит со дна, на глубинах сероводородного заражения, возникли микроорганизмы-экстремофилы. Они образуют карбонатные постройки размером до четырех метров. Бактерии открыли в 1989 году и выяснили, что они питаются не только метаном, но и пресловутым сероводородом — главной «страшилкой» черноморских курортников.

Черное море до сих пор «не пережило» ледниковый период, который завершился почти 12 тысяч лет наз.

Немецкие ученые обнаружили, что наиболее глубокие части Черного моря все еще реагируют на изменения климата, вызванные последним ледниковым периодом, который закончился 11 590 лет назад.

naked-science.ru

Тысяча и одна гипотеза

Существует всего два предположения по поводу того, откуда в Черном море появилось такое большое количество «боевого отравляющего вещества». Согласно первому, сероводород проистекает из геологических разломов и идет со дна. Согласно второму, он имеет биогенное происхождение. В пользу второй гипотезы косвенно свидетельствует так называемая теория черноморского потопа.

В свое время Черное море было пресноводным озером — остатком океана Тетис. То есть около восьми тысяч лет назад часть современного водоема была сушей, а берег находился более чем на сто метров ниже, чем сегодня. Об этом свидетельствуют буровые изыскания, а гидробиологические — о том, что вода в будущем Черном море была пресной. Под древним дном моря обнаруживали раковины пресноводных организмов, которые живут вблизи берегов (например, речная дрейссена — распространенный двустворчатый моллюск).

С их помощью, кстати, и удалось воссоздать очертания существовавшего на этом месте озера. Еще один аргумент в пользу пресноводности —данные геологов, которые исследовали так называемую поровую воду, сохранившуюся в глубинных донных слоях. И эта вода пресная. Отчетливо видны на дне моря и палеорусла впадающих в него рек: Дона, Дуная, Днестра и Днепра.

Поэтому то, что на месте Черного моря раньше было «речное» озеро, — факт, а дальше начинаются сплошные загадки. Почему пресноводное озеро вдруг стало соленым морем? Этот вопрос запутан не меньше, чем квантовые состояния. Согласно одной гипотезе, между семью и восемью тысячами лет назад за счет таяния ледников уровень океана поднялся и вода достигла черноморского порога в районе Босфорского пролива. Возможно, этому способствовало и крупное землетрясение.

«Дамбу» на месте Босфора прорвало, вода хлынула в озеро мощным потоком в объеме 50 кубических километров в день, то есть по силе равным примерно 200 ниагарским водопадам. Уровень моря поднимался на 15 сантиметров ежедневно. Для сравнения: самая полноводная река мира — Амазонка — приносит в океан всего 20 кубических километров в день. То есть через узкий Босфорский пролив в Черное море в сутки выливались две с половиной Амазонки.

Когда соленая вода хлынула в пресную, все или почти все животные, обитающие в озере, погибли. Их останки стали оседать на дно — так и образовался обширный сероводородный слой, подъем которого прекратился около 2,5 тысячи лет назад (с тех пор сероводородная зона в Черном море остается стабильной). Причина проста: процесс поступления Н2S уравновесился процессом окисления кислородом, присутствующим в воде (а еще потому что на границе сероводородной зоны живут бактерии, которые питаются этим ядовитым газом).

Между тем другие данные свидетельствуют: биомассы экс-озера было недостаточно, чтобы создать на дне столь обширную зону сероводородного заражения. На это же указывает тот факт, что в водоемах, которые тогда существовали на месте современного Черного моря, тоже возникали сероводородные заражения, но, возможно, более мелкого масштаба. Однако и на дне, согласно другим оценкам геофизиков, такого количества источников Н2S просто нет.

Вывод из запутанных научных данных только один: точного понимания того, откуда в Черном море, собственно, взялся сероводород, нет. Пока принято считать, что за это в первую очередь несут ответственность отмершие пресноводные организмы, а во вторую — так называемая разгрузка дна (выход газа) в результате геологических процессов.

А был ли Ной?

Главными адептами теории черноморского потопа считаются американские геологи — Уильям Райан и Уолтер Питмен из Колумбийского университета. В конце 1990-х они опубликовали книгу с громким названием «Ноев потоп». Хотя о том, что Черное море образовалось в результате затопления, говорил еще Плиний Младший, а в 1979 году — болгарский геолог Петко Димитров.

Если потоп был, то, может, библейский сказ о Ное имеет реальные исторические корни? Это выглядит логично, ведь Черное море находится недалеко от эпицентров древних цивилизаций, да и до горы Арарат (к ней библейский Ной имел прямое отношение) тут, можно сказать, рукой подать. Против этого есть несколько возражений. Первое — что черноморский потоп случился около 7,5 тысячи лет назад, а самые древние тексты о Ное относят к четвертому тысячелетию до нашей эры.

Есть и более весомый аргумент: при раскопках городов Двуречья находят слои осадочных пород, которые, безусловно, нанесены наводнениями, случавшимися гораздо позже – в историческую эпоху. То же касается древних черноморских поселений (например, города Акра), затопленных водой: значит, сильные наводнения случались и в исторический период.

Кроме того, легенды о потопе есть у многих народов: в Индии, Китае, Центральной Америке и даже у австралийских аборигенов. Правда, существует мнение, что эти мифы, вероятно, связаны не с локальными наводнениями, а все-таки с эпохой экстремальных затоплений, которые накрыли Землю в конце последнего ледникового периода. Так что легенда о Ноевом потопе могла в самом деле иметь под собой конкретные исторические обоснования.

Кстати, библейский текст почти не отличается по сути от шумерских преданий, в которых тоже фигурирует близкая к Черному морю гора Арарат. Похожи эти сказания и на Девкалионов потоп из древнегреческой мифологии. Но действительно ли Черное море было источником наводнения?

Не факт. Возможно, большую роль в этом сыграл его сосед — Каспий, уровень которого несколько тысяч лет назад тоже поднялся на 45 метров. Есть мнение, что именно этот пресноводный водоем будто бы сбрасывал свои воды в Черное море. Правда, при таком раскладе непонятно происхождение соленой воды в последнем. То есть легенду о Ноевом потопе тоже нельзя напрямую связать с расширением границ Черного моря.

Географы создали веб-атлас ветровой и волновой энергии российских морей

Сотрудники географического факультета МГУ представили онлайн-атлас, благодаря которому любой желающий может узнать максимальную высоту волн и скорость ветра в российских морях.