МЕТАН В ПОДЗЕМНЫХ ЛЬДАХ И МЁРЗЛЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ НА ПОБЕРЕЖЬЕ И ШЕЛЬФЕ КАРСКОГО МОРЯ


https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-1-65-77

Полный текст:


Аннотация

В трёх береговых разрезах и в одной точке на шельфе Карского моря исследованы состав и свойства подземных льдов и мёрзлых отложений, включая газовый состав и концентрацию метана. Наиболее высокие концентрации метана (до 23 352 ppm) установлены в пластовых льдах, а в жильных льдах она достигает лишь 1112 ppm. Большие концентрации метана в воздушных пузырьках пластовых льдов и их изотопный состав указывают на не ледниковый генезис этих льдов.


Об авторах

И. Д. Стрелецкая
Московский государственный университет
Россия


А. А. Васильев
Институт криосферы Земли СО РАН; Тюменский государственный университет
Россия


Г. Е. Облогов
Институт криосферы Земли СО РАН; Тюменский государственный университетТюмень
Россия


П. Б. Семенов
Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени академика И.С. Грамберга
Россия

Санкт-Петербург



Б. Г. Ванштейн
Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени академика И.С. Грамберга
Россия

Санкт-Петербург



Е. М. Ривкина
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
Россия

Московская область, Пущино



Список литературы

1. Schuur E.A.G., Mcguire A.D., Schadel C., Grosse G., Harden J.W., Hayes D.J., Hugelius G., Koven C.D., Kuhry P., Lawrence D.M., Natali S.M., Olefeldt D., Romanovsky V.E., Schaefer K., Turetsky M.R., Treat C.C., Vonk J.E. Climate change and the permafrost carbon feedback // Nature. 2015. V. 520. P. 171–179.

2. Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A., Yusupov V., Kosmach D., Gustafsson Ö. Extensive methane venting to the atmosphere from sediments of the East Siberian Arctic shelf // Science. 2010. № 327. P. 1246–1250.

3. Streletskiy D.A., Anisimov O.A., Vasiliev A.A. Permafrost degradation // Snow and Ice-Related Hazards, Risks and Disasters. Chapter 10. Elsevier, 2014. P. 303–344.

4. Рокос С.И., Костин А.Д., Длугач А.Г. Свободный газ и многолетняя мерзлота в осадках верхней части разреза мелководных районов шельфа Печорского и Карского морей // Седиментологические процессы и эволюция морских экосистем в условиях морского перигляциала. Апатиты, 2001. С. 40–51.

5. Coffin R.B., Smith J.P., Plummer R.E., Yoza B., Larsen R.K., Millholland L.C., Montgomery M.T. Spatial variation in shallow sediment methane sources and cycling on the Alaskan Beaufort Sea Shelf Slope // Marine and Petroleum Geology. 2013. № 45. P. 186–197.

6. Portnov A., Mienert J., Serov P. Modeling the evolution of climate-sensitive Arctic subsea permafrost in regions of extensive gas expulsion at the West Yamal shelf // Journ. of Geophys. Research. Biogeoscience. 2014. V. 119. № 11. P. 2082–2094. doi: 10.1002/2014JG002685.

7. Olefeldt D., Turetsky M.R., Crilland P.M., McGuire A.D. Environmental and physical controls on northern terrestrial methane emissions across permafrost zones // Global Change Biology. 2012. V. 19. № 2. P. 589–603. doi: 10.1111/gcb.12071.

8. St-Jean M., Lauriol B., Clark I.D., Lacelle D., Zdanowicz C. Investigation of ice-wedge infilling processes using stable oxygen and hydrogen isotopes, crystallography and occluded gases (O2, N2, Ar) // Permafrost Periglac. Processes. 2011. V. 22. P. 49–64. doi: 10.1002/ppp.680, 2011.

9. Ривкина Е.М., Гиличинский Д.А., Федоров-Давыдов Д.Г, Ривкин Ф.М., Щербакова В.М. Закономерности распределения парниковых газов в вечномерзлых породах // Материалы Первой конф. геокриологов России: Т. 4. М.: изд. МГУ, 1996. С. 157–162.

10. Ривкина Е.М., Краев Г.Н., Кривушин К.В., Лауринавичюс К.С., Федоров-Давыдов Д.Г, Холодов А.Л., Щербакова В.А., Гиличинский Д.А. Метан в вечномерзлых отложениях северо-восточного сектора Арктики // Криосфера Земли. 2006. Т. X. № 3. С. 23–41.

11. Чербунина М.Ю., Брушков А.В. Метан в позднеплейстоценовом ледовом комплексе центральной Якутии (Мамонтова гора) // Материалы Пятой конф. геокриологов России: Т. 3. М.: Университетская книга, 2016. С. 168–173.

12. Мельников В.П., Спесивцев В.И., Куликов В.Н. О струйной дегазации углеводородов как источнике новообразований льда на шельфе Печорского моря // Итоги фундаментальных исследований криосферы Земли в Арктике и Субарктике. Новосибирск: Наука, 1997. С. 259–269.

13. Ривкин Ф.М. О распределении метана в мерзлых породах на территории Бованенковского газоконденсатного месторождения на полуострове Ямал // Итоги фундаментальных исследований криосферы Земли в Арктике и Субарктике. Новосибирск: Наука, 1997. С. 168–173.

14. Ривкина Е.М., Гиличинский Д.А. Метан как палеоиндикатор генезиса и динамики мерзлых толщ // Литология и полезные ископаемые. 1996. № 4. С. 183–193.

15. Moorman B.J., Michel F.A., Wilson A.T. Development of tabular massive ground ice at Peninsula Point. N.T.W. Canada // Proc. of the 7th Intern. Conf. on Permafrost. Yellowknife. Canada, 1998. P. 757–761.

16. Lacelle D., Bjornson J., Lauriol B., Clark I.D., Troutet Y. Segregated intrusive ice of subglacial meltwater origin in retrogressive thaw flow headwalls. Richardson Mountains, NWT, Canada // Quaternary Science Reviews. 2004. V. 23. P. 681–696.

17. Cardyn R., Clark I.D., Lacelle D., Lauriol B., Zdanowicz C., Calmels F. Molar gas ratios of air entrapped in ice: A new tool to determine the origin of relict massive ground ice bodies in permafrost // Quaternary Research. 2007. № 68. P. 239–248.

18. Леин А.Ю., Лейбман М.О., Саввичев А.С., Миллер Ю.М, Пименов Н.В. Изотопно-биогеохимические особенности подземного пластового льда полуостровов Югорского и Ямал // Геохимия. 2003. № 10. С. 1084–1104.

19. Васильев А.А., Стрелецкая И.Д., Мельников В.П., Облогов Г.Е. Метан в подземных льдах и мерзлых четвертичных отложениях Западного Ямала // ДАН. 2015. Т. 465. № 5. С. 604–607.

20. Ривкина Е.М., Самаркин В.А., Гиличинский Д.А. Метан в многолетнемерзлых отложениях КолымоИндигирской низменности // ДАН. 1992. Т. 323. № 3. С. 559–563.

21. Gilichinsky D., Rivkina E., Samarkin V. The ancient viablemicroorganisms and radioactive gases in West Beringia Permafrost: Research opportunities for Paleoecological implications and Forecast // Terrestrial paleoenvironmental studies in Beringia. Fairbanks Alaska, 1997. P. 134–145.

22. Wright J.F., Chuvilin E.M., Dallimore S.R. Methane hydrate formation and dissociation in fine sands at temperatures near 0 °C // Proc. of the 7th Intern. Conf. on Permafrost. Yellowknife. Canada, 1998. P. 1147–1153.

23. Lein A.Yu., Savvichev A.S., Leibman M.O., Miller Yu.M., Pimenov N.V. Isotopic-biogeochemical peculiarities of tabular ground ice of Yugorsky and Yamal peninsula // Proc. of the 8th Intern. Conf. on Permafrost (Zürich, Switzerland). Lisse, Netherlands: A.A. Balkema Publishers, 2003. V. 2. P. 661–666.

24. Leibman M.O., Hubberten H.-W., Lein A.Yu., Streletskaya I.D., Vanshtein B.G. Tabular ground ice origin in the Arctic coastal zone: cryolithological and isotopegeochemical reconstruction of conditions for its formation // Proc. of the 8th Intern. Conf. on Permafrost (Zürich, Switzerland). Lisse, Netherlands: A.A. Balkema Publishers, 2003. V. 1. P. 645–650.

25. Бондарев В.Л., Миротворский М.Ю., Зверева В.Б., Облеков Г.И., Шайдуллин Р.М., Гудзенко В.Т. Газогео химическая характеристика надсеноманских отложений полуострова Ямал (на примере Бованенковского нефтеконденсатного месторождения) // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2008. № 5. С. 22–34.

26. Forman S.L., Ingolfsson O., Gataullin V., Manley W.F., Lokrantz H. Late Quaternary stratigraphy, glacial limits and paleoenvironments of Maresale area, western Yamal Peninsula, Russia // Quaternary Research. 2002. V. 21. P. 1–12.

27. Каневский М.З., Стрелецкая И.Д., Васильев А.А. Закономерности формирования криогенного строения четвертичных отложений Западного Ямала (на примере района Марре-Сале) // Криосфера Земли. 2005. Т. IX. № 3. С. 16–27.

28. Стрелецкая И.Д., Каневский М.З., Васильев А.А. Пластовые льды в дислоцированных четвертичных отложениях западного Ямала // Криосфера Земли. 2006. Т. X. № 2. С. 68–78.

29. Стрелецкая И.Д., Шполянская Н.А., Крицук Л.Н., Сурков А.В. Кайнозойские отложения Западного Ямала и проблема их генезиса // Вест. МГУ. Сер. 5. География. 2009. № 3. С. 50–57.

30. Bassinot F.C., Labeyrie L.L., Vincent E., Quidelleur X., Shackleton N.J., Lancelot Y. The astronomical theory of climate and the age of the Brunhes-Matuyama magnetic reversal // Earth and Planetary Science Letters. 1994. № 126. P. 91–108.

31. Стрелецкая И.Д., Васильев А.А., Облогов Г.Е., Матюхин А.Г. Изотопный состав подземных льдов Западного Ямала (Марре-Сале) // Лёд и Снег. 2013. № 2 (122). С. 83–92.

32. Стрелецкая И.Д., Гусев Е.А., Васильев А.А., Облогов Г.Е., Аникина Н.Ю., Арсланов Х.А., Деревянко Л.Г., Пушина З.В. Геокриологическое строение четвертичных отложений берегов западного Таймыра // Криосфера Земли. 2013. Т. XVII. № 3. С. 17–26.

33. Streletskaya I.D., Vasiliev A.A., Vanstein B.G. Erosion of sediment and organic carbon from the Kara Sea coast // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 2009. V. 41. № 1. P. 79–87.

34. Лазуков Г.И. Антропоген северной половины Западной Сибири (палеогеография). М.: Изд-во МГУ,1972. 250 с.

35. Баулин В.В., Шмелев Л.М., Соломатин В.И. О следах древних мерзлотных процессов в среднечетвертичных отложениях нижнего течения р. Оби // Перигляциальные явления на территории СССР. М.: Изд-во МГУ, 1960. С. 206–219.

36. Alperin M.J., Reeburgh W.S. Inhibition experiments on anaerobic methane oxidation // Applied Environmetal Microbiology. 1985. V. 50. P. 940–945.

37. Raynaud D. The integrity of the ice record of greenhouse gases with a special focus on atmospheric // Лёд и Снег. 2012. № 2 (118). C. 5–14.

38. Boereboom T., Samyn D., Meyer H., Tison J.-L. Stable isotope and gas properties of two climatically contrasting (Pleistocene and Holocene) ice wedges from Cape Mamontov Klyk, Laptev Sea, northern Siberia // The Cryosphere. 2013. № 7. P. 31–46. doi: 10.5194/tc-7-31-2013.

39. Streletskaya I.D., Vasiliev A.A., Melnikov V.P., Oblogov G.E. Estimation of atmospheric paleo circulation based on isotope composition of ice wedges // Doklady Earth Sciences. 2014. V. 457. № 2. P. 1025–1027.

40. Portnov A., Smith A.J., Mienert J., Cherkashov G., Rekant P., Semenov P., Serov P., Vanshtein B. Offshore permafrost decay and massive seabed methane escape in water depths >20 m at the South Kara Sea shelf // Geophys. Research Letters. 2013. V. 40. P. 3787–3792. doi: 10.1002/grl.50735.

41. Bock J., Martinerie P., Witrant E., Chappellaz J. Atmospheric impacts and ice core imprints of a methane pulse from clathrates // Earth and Planetary Science Letters. 2012. V. 349–350. P. 98–108. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2012.06.052.

42. Whiticar M.J. Carbon and hydrogen isotope systematics of bacterial formation and oxidation of methane // Chemical Geology. 1999. № 161. P. 291–314.

43. Якушев В.С. Природный газ и газовые гидраты в криолитозоне. М.: изд. ВНИИГАЗ. 2009. 192 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Стрелецкая И.Д., Васильев А.А., Облогов Г.Е., Семенов П.Б., Ванштейн Б.Г., Ривкина Е.М. МЕТАН В ПОДЗЕМНЫХ ЛЬДАХ И МЁРЗЛЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ НА ПОБЕРЕЖЬЕ И ШЕЛЬФЕ КАРСКОГО МОРЯ. Лёд и Снег. 2018;58(1):65-77. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-1-65-77

For citation: Streletskaya I.D., Vasiliev A.A., Oblogov G.E., Semenov P.B., Vanshtein B.G., Rivkina E.M. METHANE IN GROUND ICE AND FROZEN SEDIMENTS IN THE COASTAL ZONE AND ON THE SHELF OF KARA SEA. Ice and Snow. 2018;58(1):65-77. (In Russ.) https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-1-65-77

Просмотров: 261

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)