а б в г
Рис. 4. Космоснимки объекта С3: WV-1 28 августа 2015 г. (а), «Ресурс-П2» 31 августа 2015 г. (б), WV-3 8 марта 2016 г. (в) и WV-1 16 июля 2017 г. (г)
Рис. 5. Увеличенный фрагмент космоснимка объекта С3 WV-1 16 июля 2017 г.
По специфике распределения наиболее освещенных и теневых частей объект явно является не плоским, а выпуклым (бугор).
Выясняется тем, что новообразовавшиеся (всего за три года) переотложенные осадки на дне озера (весьма вероятно, частично замерзшие) обладали слабыми
Судя по всему, за последний год песчано-суглинистые породы, упавшие на дно кратера, были вновь подняты давлением подземных флюидов (газ или газоводяная смесь) в виде бугра и стенки бугра были вскоре прорваны без значительного разброса обломков и формирования бруствера. Последнее объ- прочностными свойствами и не могли удерживать свою целостность до значительного роста внутреннего давления, способного разбросать обломки бугра на большие расстояния (до 160--900 м на буграх С1, С2 и С4) и сформировать бруствер [1 --3; 5]. Вряд ли образовавшийся бугор будет существовать длительное время. После оттаивания замороженных зимой рыхлых осадков, формирующих округлую поверхность бугра, стенки бугра осядут на дно мелкого озера (глубина от 0 до 3,5 м), а в дальнейшем процесс его зимнего формирования и летнего разрушения может повториться. То есть новоявленный бугор в кратерном озере С3, весьма вероятно, можно отнести к хорошо известным сезонным буграм пучения.
Вероятность того, что рассматриваемый объект (см. рис. 5) сформировался в результате разрыва ледового покрова озера, очень низка по следующим соображениям:
• объект расположен в самой освещенной и хорошо прогреваемой солнцем части кратерного озера;
• уровень светоотражения от его частей примерно соответствует окружающей поверхности земли, а не льду;
• в июле 2017 г. в юго-западной части полуострова Гыданский установилось жаркое лето, по данным местной метеостанции «Антипаюта» первые 16 дней июля в ночное время температура не опускалась ниже +1,6°С (1 июля), среднесуточная температура составила +11,8°С, а 16 июля она была +20°С при максимуме +24,4°С;
* по космоснимкам WV высокого разрешения (50 см) в радиусе свыше 100 км от объекта С3 не обнаружено никаких признаков наличия льда на озерах или снега в теневых сторонах оврагов и балок.
Но даже если предположить, что рассматриваемый объект сформирован льдом, наличие пробоины в его центральной части и трещин является признаком дегазации недр, как показано в работе [4].
Образование нового бугра пучения в озере, сформировавшемся при затоплении кратера С3 (с расширением его диаметра за счет таяния ледяных стен), хорошо согласуется с известными вулканическими процессами, при которых в котловинах старых вулканов (кальдерах) формируются конусы новых вулканов. Разнообразных примеров много: после взрыва в 1833 г. индонезийского вулкана Кракатау в 1930 г. в его кальдере образовался конус нового вулкана Анак-Кракатау, на Камчатке есть многочисленные грязевые вулканы и грифоны в кальдере Узон, а в кальдере вулкана Академия наук в 1996 г. сформировался новый вулкан, вулкан Пик Крини- цина в кальдере Тао-Русыр на острове Онекотан Курильской гряды (рис. 6), вулкан Wazard в кальдере Mazama (США), газо-водо-грязевые выбросы в кальдере Yellowstone (США) и др.
Рис. 6. Космоснимок вулкана Пик Криницина в кальдере Тао-Русыр (QuickBird 14 сентября 2006 г.)
Заключение
Образование в 2016--2017 гг. на месте Антипаю- тинского кратера выброса газа С3 нового объекта, с высокой вероятностью соответствующего сезонному бугру пучения, свидетельствует о продолжающейся активной газогидродинамике с возможными повторными выбросами и взрывами газа, которые могут произойти на многих потенциально опасных объектах и привести к чрезвычайно опасным природным, техногенным и экологическим ситуациям.
По данным ДЗЗ нам удалось доказать продолжающуюся эмиссию газа (в отдельных случаях и жидких углеводородов) в нескольких кратерах, образовавшихся в зонах старых катастроф при бурении скважин на территории бывшего СССР и других стран Европы и Америки. В частности, после ликвидации катастрофического фонтанирования углеводородов на Кумжинском месторождении их эмиссия продолжается более 30 лет [7]. ДЗЗ является незаменимым инструментом изучения и мониторинга состояния опасных природных и природно-техногенных объектов, особенно в малолюдных регионах Арктики.
Накопленная информация последних лет свидетельствует о широкой географии распространения и значительных различиях генезиса газо-взрывоопасных объектов и характера эмиссии газа. На Антипаютинском и Сеяхинском кратерах выброса газа (С3 и С11) не было ярко выраженных бугров пучения, которые можно отнести к классическим булгунняхам -- пинго. Не наблюдаются бугры и на усеянном кратерами выбросов газа дне многочисленных озер, хотя многие из кратеров явно свежие, что видно по наличию подводных брустверов [3--6]. Это значительно усложняет решение задачи выявления особо опасных объектов, первоочередных для постановки инженерно-геологических и газогидродинамических исследований, которых в Арктике многие тысячи. Однако очевидно, что для обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и безаварийного функционирования поселков и инфраструктуры нефтегазовых промыслов в Арктике необходимо сфокусировать усилия на выявлении, анализе состояния и мониторинге развития от близкорасположенных потенциально опасных объектов, характеризующихся наличием подземных газогидродинамических процессов. Кроме того, необходима разработка технологий устранения угроз, исходящих от этих объектов. природный кратер газогидродинамика
Post Scriptum
Не сомневаюсь, что 2018 г. принесет нам много новых открытий. Нужно только научиться интегрировать разрозненные усилия при решении сложных задач и в достижении стратегических целей.
Литература
1. Богоявленский В. И. Угроза катастрофических выбросов газа из криолитозоны Арктики. Воронки Ямала и Таймыра // Бурение и нефть. -- 2014. -- № 9. -- С. 13--18.
2. Богоявленский В. И. Угроза катастрофических выбросов газа из криолитозоны Арктики. Воронки Ямала и Таймыра. -- Ч. 2 // Бурение и нефть. -- 2014. -- № 10. -- С. 4--8.
3. Богоявленский В. И. Арктика и Мировой океан: современное состояние, перспективы и проблемы освоения ресурсов углеводородов: Монография. -- М.: Изд-во ВЭО России, 2014. -- С. 12--175. -- (Тр. Вольного экон. общества России; т. 182, № 3).
4. Богоявленский В. И., Сизов О. С., Богоявленский И. В., Никонов Р. А. Дистанционное выявление участков поверхностных газопроявлений и газовых выбросов в Арктике: полуостров Ямал // Арктика: экология, экономика. -- 2016. -- № 3 (23). -- С. 4--13.
5. Богоявленский В. И. Природные и техногенные угрозы при освоении месторождений нефти и газа в Арктике // Сб. докладов конференции «Достижения науки как основа научно-технического прогресса в устойчивом перспективном развитии газовой отрасли» // Ноосфера. -- 2016. -- № 1. -- С. 48--67.
6. Богоявленский В. И., Богоявленский И. В., Никонов Р. А. Результаты аэрокосмических и экспедиционных исследований крупных выбросов газа на Ямале в районе Бованенковского месторождения // Арктика: экология и экономика. -- 2017. -- № 3 (27). -- С. 4--17.
7. Богоявленский В. И., Перекалин С. О., Бойчук В. М. и др. Катастрофа на Кумжинском газоконденсатном месторождении: причины, результаты, пути устранения последствий // Арктика: экология и экономика. -- 2017. -- № 1 (25). -- С. 32--46.
8. Лейбман М. О., Дворников Ю. А., Хомутов А. В. и др. Водно-химические особенности воды озер и воронок газового выброса, вложенных в морские отложения севера Западной Сибири // Геология морей и океанов: материалы XXII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. -- Т. 4. -- М.: ИО РАН, 2017. -- С. 117--121.
9. Кизяков А. И., Сонюшкин А. В., Хомутов А. В. и др. Оценка рельефообразующего эффекта образования Антипаютинской воронки газового выброса по данным спутниковой стереосъемки // Соврем. проблемы дистанц. зондирования Земли из космоса. -- 2017. -- Т. 14, № 4. -- С. 67--75.
References
1. Bogoyavlensky V. I. Ugroza katastroficheskikh vy- brosov gaza iz kriolitozony Arktiki. Voronki Yamala i Taimyra. [The threat of catastrophic gas blowouts form the Arctic permafrost]. Burenie i neft', 2014, no. 9, pp. 13--18. (In Russian).
2. Bogoyavlensky V I. Ugroza katastroficheskikh vy- brosov gaza iz kriolitozony Arktiki. Voronki Yamala i Taimyra. Ch. 2. [The threat of catastrophic gas blowouts form the Arctic permafrost. Pt. 2]. Burenie i neft', 2014, no. 10, pp. 4--8. (In Russian).
3. Bogoyavlensky V I. Arktika i Mirovoi okean: sovre- mennoe sostoyanie, perspektivy i problemy osvoeniya resursov uglevodorodov. [Arctic and the World Ocean: current state, perspectives and challenges of hydrocarbon production]. Monografiya. Moscow, Izd-vo VEO Rossii, 2014, pp. 12--175. (Tr. Vol'nogo ekon. o-va Rossii; vol. 182, no. 3). (In Russian).
4. Bogoyavlensky V I., Sizov O. S., Bogoyavlenskii I. V., Nikonov R. A. Distantsionnoe vyyavlenie uchastkov poverkhnostnykh gazoproyavlenii i gazovykh vy- brosov v Arktike: poluostrov Yamal. [Remote detection of near surface gas shows and blowouts in Arctic: Yamal peninsula]. Arktika: ekologiya i ekonomika, 2016, no. 3 (23), pp. 4--13. (In Russian).
5. Bogoyavlensky V I. Prirodnye i tekhnogennye ugro- zy pri osvoenii mestorozhdenii nefti i gaza v Arktike. [Natural and man-made threats during the development of oil and gas fields in the Arctic]. Sb. dokladov konferentsii “Dostizheniya nauki kak osnova nauch- no-tekhnicheskogo progressa v ustoichivom perspe- ktivnom razvitii gazovoi otrasli”. Noosfera, 2016, no. 1, pp. 48--67. (In Russian).
6. Bogoyavlensky V I., Bogoyavlenskii I. V., Nikonov R. A. Rezul'taty aerokosmicheskikh i ekspeditsionnykh issle- dovanii krupnykh vybrosov gaza na Yamale v raione Bovanenkovskogo mestorozhdeniya. [Results of aerial, space and field investigations of large gas blowouts near Bovanenkovo field on Yamal peninsula]. Arktika: ekologiya i ekonomika, 2017, no. 3 (27), pp. 4--17. (In Russian).
7. Bogoyavlensky V I., Perekalin S. O., Boichuk V M. et al. Katastrofa na Kumzhinskom gazokondensatnom mestorozhdenii: prichiny, rezul'taty, puti ustraneniya posledstvii. [Kumzhinskoye Gas Condensate Field Disaster: reasons, results and ways of eliminating the consequences]. Arktika: ekologiya i ekonomika, 2017, no. 1 (25), pp. 32--46. (In Russian).
8. Leibman M. O., Dvornikov Yu. A., Khomutov A. V et al. Vodno-khimicheskie osobennosti vody ozer i voronok gazovogo vybrosa, vlozhennykh v morskie otlozheniya severa Zapadnoi Sibiri. [Water-chemical features of the water of lakes and funnels of the gas emission, invested in marine deposits of the north of Western Siberia]. Geologiya morei i okeanov: materialy XXII Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii (Shkoly) po morskoi geologii. Vol. 4. Moscow, IO RAN, 2017, pp. 117--121. (In Russian).
9. Kizyakov A. I., Sonyushkin A. V., Khomutov A. V. et al. Otsenka rel'efoobrazuyushchego effekta obrazovaniya Antipayutinskoi voronki gazovogo vybrosa po dannym sputnikovoi stereos”emki. [Evaluation of the reliefforming effect of the formation of the Antipayutin- sky funnel of the gas emission according to satellite stereoscopic data]. Sovrem. problemy distants. zond- irovaniya Zemli iz kosmosa, 2017, vol. 14, no. 4, pp. 67--75. (In Russian).
Информация об авторе
Богоявленский Василий Игоревич, доктор технических наук, член-корреспондент РАН, заместитель директора по научной работе, Институт проблем нефти и газа РАН (Россия, Москва), заведующий кафедрой геоэкологии, Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина (Россия, Москва)
Information about the author
Bogoyavlensky Vasily Igorevich, Corresponding member of RAS, Doctor of Technical Science, Deputy Director for Science, Oil and gas research Institute of the RAS (Moscow, Russia), Head of the Geoecology Department, Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University) ( Moscow, Russia)