Массовые выбросы метана на Байкале?
Я.Б.Радзиминович, А.А.Щетников,
кандидаты геолого-минералогических наук Институт земной коры СО РАН Иркутск
Г!
|идраты метана в океанических и морских осадках многие годы привлекают внимание ученых. Однако их находки в пресноводных водоемах исключительны. Особый интерес представляет обнаружение газовых гидратов в осадках оз.Байкал [1, 2]. Возможная дестабилизация с выходом свободного метана в водную толщу озера и в атмосферу ранее неоднократно обсуждалась различными исследователями. В частности, Н.Г. и Л.З.Гранины [3] проанализировали многочисленные исторические источники. В результате они предположили связь интенсивных выбросов газа с повышением сейсмической активности в данном регионе. Однако имеющиеся на настоящий момент исторические свидетельства о выходах свободного метана в толщу озера малочисленны, и новые факты, безусловно, заслуживают пристального внимания.
Мы провели анализ сообщений об исторических землетрясениях в Южном Прибайкалье в начале XX в. В сводке ощутимых землетрясений Российской Империи за 1912 г. [4] содержится любопытная информация о наблюдавшихся в августе «водяных столбах в несколько сажен высотой» на Южном Байкале, в районе станции Шарыжалгай Кругобайкальской железной дороги. Это описание наводит на мысль о возможном подъеме со дна озера и выбросе в атмосферу значительных объемов газа.
© Радзиминович Я.Б., Щетников А.А., 2008
Озеро Байкал. Вверху район станции Шарыжалгай; внизу — поселка Листвянка.
Фото авторов
103.5° 104,0° 104.5°
103.5° 104.0° 104.5°
| О [1 | й- 12 |'ща|3
Юго-западное окончание оз. Байкал. 1 — район возможных массовых выбросов метана в атмосферу; 2 — эпицентры землетрясений 1912 г., рядом со значком указана дата события [5, 6]; 3 — глубина озера в метрах.
В качестве первоисточника информации указываются газетные сообщения. Действительно, при просмотре региональной периодической печати за 1912 г. нам удалось обнаружить две заметки, опубликованные в один и тот же день в издававшихся в Иркутске газетах «Сибирь» и «Сибирские вести». Ниже мы приводим оба сообщения дословно, с сохранением оригинального стиля и пунктуации.
Газета «Сибирь», 1912 г., 9 октября, №225: «Нам сообщают, что на оз. Байкале возле ст.Ша-рыжалгай, кругобайкальской ж.д., в течение августа н.г. произошло три «подводных извержения». Жители наблюдали выбрасывавшийся в воздух большой водяной столб. Поверхность Байкала при этом приходила в сильное движение. На ней появлялось много мертвой выкинутой рыбы, обитаю-
щей на значительной глубине, как, например, голомянки. Железнодорожное здание на этой станции стоит на отвесной скале, которая значительно подмыта Байкалом. Последний в этом месте имеет большую глубину».
Газета «Сибирские вести», 1912 г., 9 октября, №44: «Подводные извержения на Байкале. До сих пор не были отмечены газетами интересные явления, наблюдавшиеся на оз. Байкале, вблизи ст. Шарыжалгай Кругобайкальской ж. д., в августе месяце. В течение этого месяца там было три подводных извержения, при чем вода в Байкале поднималась столбом, а прибрежная почва колебалась.
После того, как извержение прекратилось, поверхность Байкала в означенном месте оказалась покрытой огромным
количеством мертвой голомянки и другой рыбы».
Массовую гибель рыбы голомянки — глубоководного обитателя Байкала — Гранины [3] интерпретируют как свидетельство выхода газа в водную толщу озера. Немаловажно и то обстоятельство, что массовую гибель голомянки отмечал В.Ды-бовский в районе юго-западной оконечности Байкала и ранее [3]. Кроме того, в сообщении газеты «Сибирские вести» упоминается об ощущавшихся в районе станции Шарыжалгай колебаниях почвы, что можно рассматривать как слабое или умеренное землетрясение.
Судя по литературе, в интересующем нас районе весной—летом 1912 г. отмечалась активизация сейсмической деятельности. Заметные землетрясения, ощущавшиеся в Южном Прибайкалье, произошли 12 апреля, 22 мая и 15 июля [5, 6]. Всего в течение 1912 г. сейсмической станцией «Иркутск» зарегистрировано около 40 более слабых землетрясений с близкорасположенными очагами [5], часть из которых, возможно, представляет собой афтершоки наиболее сильного события Щ = 5.3) 22 мая [6]. Один из этих афтер-шоков как раз мог ощущаться на станции Шарыжалгай в августе 1912 г.
Факт сейсмической активизации в районе Южного Байкала незадолго до выброса газа в водную толщу имеет принципиальное значение. Во-первых, подтверждаются предположения Граниных [3] о связи между сейсмичностью и выбросами метана; во-вторых, получает косвенное доказательство точка зрения о тектонической природе дестабилизации гидратов метана [7, 8]. Кроме того, большой интерес представляют также явления, наблюдавшиеся на Черном море при Крымских землетрясениях 1927 г. и похожие на «подводное извержение» [9]. По мнению А.А.Нико-нова, подобный эффект объясняется выходом метана через
Схема изосейст землетрясения 22 мая 1912 г., по материалам М.Я.Минчиковского [5].
трещины на морском дне при сейсмотектонических подвижках. Это еще один «плюс» в пользу точки зрения о связи выходов газа в водную толщу с сейсмотектонической активностью.
Хотя в опубликованных работах, посвященных распространению слоя гидратов метана в донных осадках Байкала [2, 7, 8], юго-западная оконечность озера не указана, это не означает, что газогидратов там нет. О возможном выходе метана из водной толщи в воздух го-
ворят и результаты измерений концентрации газа в приземных слоях атмосферы, полученные в июне 2004 г. [10]. Как следует из указанной работы, величина концентрации метана в рассматриваемом районе близка к средним значениям в тех местах, где залежи газогидратов достоверно установлены.
Необходимо отметить еще один аспект проблемы. В районе станции Шарыжалгай, на расстоянии приблизительно 1 км от берега озера (согласно топографической карте мас-
штаба 1:100 000), глубины не превышают 100 м, однако далее отмечается их резкий свал до 1300 м. Описываемые явления, вероятно, происходили на небольшом расстоянии от Шары-жалгая, в пределах нескольких километров. Скорее всего, источник метана располагался либо на сравнительно небольших глубинах (до 100 м), и тогда значительный объем газа мог достичь поверхности беспрепятственно, либо уже в глубоководной части озера. Последний случай требует особо-
Подводное извержение (со старинной гравюры).
го рассмотрения. Поскольку газообразный метан характеризуется высокой растворимостью в воде, то вероятность достижения поверхности озера большим объемом газа крайне
мала [3]. Вместе с тем такое явление может иметь место в случае подъема кристаллов газогидрата к поверхности воды. Ю.Чжан предлагает несколько иную модель: всплытие боль-
шого количества пузырей газа в тонкой оболочке из газогидрата, неоднократно разрушающейся и вновь образующейся по мере уменьшения окружающего давления и расширения газа в пузырьке [11]. В конечном итоге наблюдается эффект, по внешним признакам напоминающий «подводное извержение». Не исключено, что в случае накопления газогидратов на значительной глубине большой объем метана достиг поверхности озера именно таким способом. Сейсмическая активность могла способствовать нарушению слоев донных осадков и высвобождению метана либо в виде кристаллов газогидрата, либо в виде пузырьков свободного газа, поднявшихся затем к поверхности в газогидратной оболочке.
Массовый выход метана в водную толщу оз.Байкал и затем в атмосферу, как свидетельствуют исторические факты, вполне вероятен, хотя несомненно — это весьма редкое явление, напрямую связанное с повышением сейсмической активности в регионе.«
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 07-05-00967) и Совета по грантам Президента РФ (проект МК-2761.2007.5).
Литература
1. Кузьмин М.И., Калмыцкое Г.В., Гелетий В.Ф. и др. // Докл. РАН. 1998. Т.362. №4. С.541 — 543.
2. Хлыстое ОМ. // Геология и геофизика, 2006. Т.47. №8. С.979—981.
3. Гранин Н.Г., Гранина Л.З. // Геология и геофизика. 2002. Т.43. №7. С.629—637.
4. Бюллетень Постоянной центральной сейсмической комиссии. 1912 / Ред. П.М.Никифоров. Петроград, 1914.
5. Минчикоеский МЯ. Байкальские землетрясения 1912 г. // Известия Постоянной Центральной сейсмической комиссии. Т.6. Вып.2. Петроград, 1914. С.163—171.
6. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. / Ред. Н.В.Кондорская, Н.В.Шебалин. М., 1977.
7. Batist M.de, Klerkx J., Rensbergen P.van et al. // Terra Nova. 2002. V.14. №6. P.436—442.
8. Rensbergen P.van, Batist M.de, Klerkx J. et al. //Geology. 2002. V.30. №7. P.631—634.
9. Никоное АА. Крымские землетрясения 1927 года: неизвестные явления на море // Природа. 2002. №9. С.13 — 20.
10. Kapitanov VA., Tyryshkin I.S., Krivolutskii N.P. et al. // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2007. V.66. №4—5. P.788—795.
11. Zhang Y. // Geophys. Res. Lett. 2003. V.30. №7. P.1398; doi:10.1029/2002JL016658.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.