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

Авторы:

Денис Вячеславович Черных

Денис Алексеевич Космач

Наталья Евгеньевна Шахова

Александр Сергеевич Саломатин

Анатолий Назарович Салюк

Анна Витальевна Доманюк

Эдуард Альбертович Спивак

Елена Владимировна Гершелис

Олег Викторович Дударев

Владислав Александрович Красиков

Роман Александрович Ананьев

Игорь Петрович Семилетов

Скачать pdf