АКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ ГАЗОВЫХ ФАКЕЛОВ ОХОТСКОГО МОРЯ

Abstract

Ссылка для цитирования:  Акустические исследования глубоководных газовых факелов Охотского моря / Д.В. Черных, А.С. Саломатин, В.И. Юсупов, Н.Е. Шахова, Д.А. Космач, О.В. Дударев, Е.В. Гершелис, В.И. Силионов, Р.А. Ананьев, И.П. Семилетов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 10. – С. 57-68. Актуальность. Газовые факелы – области пузырьковой эманации природных газов из морского дна в водную толщу и атмосферу – обнаружены в Мировом океане на глубинах от десятков метров до нескольких километров. Прямые измерения проб газа, переносимого всплывающими пузырьками, показали, что в их составе содержится более 80 % метана – второго по значимости парникового газа. Атмосферная эмиссия метана за счет расконсервирования гидратов и других депозитов природных углеводородов может приобрести широкомасштабный характер и вызвать необратимые климатические изменения. Обнаружение газовых факелов в водной толще может являться первым признаком наличия газовых гидратов в осадке, поэтому определение количества метана, переносимого газовыми факелами в воду, мониторинг их временной изменчивости и выявление новых районов газовых факелов является актуальными задачами современной науки. Результаты проведенного исследования крайне важны для понимания процессов разгрузки пузырькового метана из шельфа-материкового склона Арктических и Субарктических морей. Цель: выполнить оценку количества метана, переносимого газовыми факелами с глубины 2220 м в воду, в период с 2012 по 2018 гг.; выявить связь между потоком метана из данной области и глубинными землетрясениями, произошедшими в Охотском море; по имеющимся акустическим данным оценить скорости глубоководных течений в районе обнаружения ГФ. Объекты: газовые факелы. Методы. Акустические наблюдения за газовыми факелами проводились с помощью комплекса, установленного на борту НИС «Академик М.А. Лаврентьев», основу которого составляют модернизированные судовые эхолоты Сарган-ЭМ, ELAC LAZ-72, гидролокаторы Сарган-ГМ и многоканальная система цифровой регистрации акустических сигналов. Оценка потока метана в воду проводилась с помощью методов, основанных на измерении профиля сечения обратного рассеяния звука на частотах выше резонансной частоты пузырьков, формирующих ГФ. Результаты. В ходе 15 экспедиций в Охотском море в интервале глубин от 46 до 3330 м было зарегистрировано 1168 индивидуальных газовых факела. Для выявления закономерностей пространственного распределения газовых факелов был построен график зависимости их числа от глубины их обнаружения. На полученном графике выделяются пять локальных максимумов, приуроченных к особенностям рельефа и зоне стабильности газогидрата метана. Наиболее глубоководные из известных газовых факелов обнаружены в Охотском море на северном и восточном склонах Курильской котловины на глубинах 3330 и 2220 м соответственно. Данные газовые факелы отличались сильной временной изменчивостью, приуроченной к тектонической активности в данном регионе. В работе показано, что поток метана, выделяемого одним из газовых факелов, изменялся на три порядка в диапазоне от 5 ммоль/с до 5 моль/с. Основываясь на имеющихся акустических данных, была рассчитана скорость глубоководного течения в Курильской котловине в интервале глубин от 1100 до 2200 м, которая составила 7 см/с.