Том 335 № 12 (2024)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/12/4788
Количественная оценка пузырькового метана, достигающего приводных слоев атмосферы в Арктике
Актуальность. Газовые факелы, или сипы, состоящие из непрерывно всплывающих из морского дна пузырьков, зарегистрированы повсеместно в Мировом океане на глубинах от нескольких метров до трех и более километров. Измерения газового состава всплывающих пузырьков показало, что в них преобладает метан (СН4). На территории Восточно-Сибирского шельфа сосредоточено более 30 % мирового запаса СН4 и двуокиси углерода, законсервированных в донных отложениях подводной мерзлотой. В случае мелководных морей Восточно-Сибирского шельфа основным механизмом транспортировки СН4 из донных отложений в воду является пузырьковый транспорт. Поэтому крайне актуально оценить количество СН4, транспортируемого всплывающими пузырьками из донных отложений в водную толщу и атмосферу. Цель. Оценка количества СН4, транспортируемого цепочками всплывающих пузырьков из морского дна до приводных слоев атмосферы. Методы. В работе представлено исследование механизма газообмена между всплывающими пузырьками и столбом жидкости, выполненное с помощью специально сконструированного стенда, позволяющего смоделировать локальный апвеллинг. Результаты и выводы. Показано, что цепочки пузырьков, поступающие из морского дна, с интенсивностями ~40 мл∙мин–1 и ~110 мл∙мин–1 с учетом гидростатического давления доставляют в придонный слой водной толщи 206 мг∙мин–1 и 616 мг∙мин–1 СН4, соответственно. Согласно полученным в ходе лабораторных исследований результатам поток СН4 из донных отложений до приводных слоев атмосферы с учетом величины газообмена и локального апвеллинга составил 69 мг∙мин–1 и 286 мг∙мин–1. В работе представлена акустическая оценка количества СН4, транспортируемое сипом, в состав которого входят рассмотренные цепочки всплывающих пузырьков. Согласно расчетам, поток СН4 в воду из данной области в 2012 г. составил ~ 40 г∙мин–1. При этом величина СН4, транспортируемого данным сипом в приводные слои атмосферы, с учетом локального апвеллинга и газообмена, происходящего между всплывающими пузырьками и столбом жидкости, составляет ~24,5 кг в сутки, или ~9 т в год.
Ключевые слова:
Восточно – Сибирский шельф, пузырьковый транспорт, газовый факел, сип, метан, всплывающие пузырьки, взаимодействие океана и атмосферы, апвеллинг, море Лаптевых