Οι μυστηριώδεις κρατήρες που εμφανίζονται στη ρωσική Αρκτική, ιδιαίτερα στις χερσονήσους Yamal και Gydan, αποτελούν φαινόμενα που έχουν τραβήξει την προσοχή επιστημόνων και περιβαλλοντολόγων. Οι κρατήρες αυτοί σχηματίζονται με βίαιες εκρήξεις που εκτοξεύουν γιγαντιαία κομμάτια χώματος και πάγου, και η διαδικασία σχηματισμού τους συνδέεται με την κλιματική αλλαγή και την απόψυξη του μόνιμου παγετού (permafrost).
Η απόψυξη αυτή απελευθερώνει μεθάνιο που έχει παγιδευτεί στο έδαφος για αιώνες. Όταν η πίεση αυξάνεται, το αέριο αυτό εκρήγνυται, προκαλώντας τον σχηματισμό αυτών των κρατήρων. Το φαινόμενο έχει ενταθεί τα τελευταία χρόνια λόγω των αυξανόμενων θερμοκρασιών στην Αρκτική, γεγονός που εντείνει την ανησυχία για τη συμβολή της κλιματικής αλλαγής σε αυτές τις επικίνδυνες και απρόβλεπτες εκρήξεις.
Ο τελευταίος κρατήρας που ανακαλύφθηκε τον Αύγουστο υπογραμμίζει τη συνεχιζόμενη φύση του προβλήματος και τη σημασία της παρακολούθησης και της έρευνας σχετικά με τις επιπτώσεις του στην τοπική γεωλογία και στο παγκόσμιο κλίμα.
Πράγματι, η ύπαρξη αυτών των μυστηριωδών κρατήρων έχει αποτελέσει πηγή γοητείας και προβληματισμού για την επιστημονική κοινότητα, προκαλώντας πληθώρα υποθέσεων, από τις πιο λογικές έως τις πιο εξωφρενικές. Αν και υπήρξαν θεωρίες που περιλάμβαναν την πτώση μετεωριτών ή ακόμα και εξωγήινες παρεμβάσεις, οι πιο πρόσφατες μελέτες παρέχουν μια πιο τεκμηριωμένη εξήγηση.
Η τελευταία μελέτη από ομάδα μηχανικών, φυσικών και επιστημόνων πληροφορικής παρουσιάζει μια πιο πλήρη ανάλυση του φαινομένου. Τα ευρήματά τους δείχνουν ότι οι εκρήξεις που σχηματίζουν τους κρατήρες είναι αποτέλεσμα της συνδυασμένης επίδρασης της ανθρώπινης κλιματικής αλλαγής και των ιδιόμορφων γεωλογικών χαρακτηριστικών της περιοχής. Η υπερθέρμανση του πλανήτη οδηγεί σε αυξημένη απόψυξη του μόνιμου παγετού, με συνέπεια την απελευθέρωση μεθανίου που έχει παγιδευτεί κάτω από το έδαφος.
Επιπλέον, η γεωλογία της περιοχής, η οποία είναι πλούσια σε οργανικά υλικά και διασπάται εύκολα σε ασταθείς συνθήκες, ενισχύει την πιθανότητα εκρηκτικής απελευθέρωσης αερίων. Αυτή η συνδυασμένη προσέγγιση εξηγεί γιατί αυτές οι εκρήξεις είναι τόσο βίαιες και απρόβλεπτες, προσφέροντας νέα προοπτική για τη μελέτη των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στις αρκτικές περιοχές.
Οι επιστήμονες είχαν ήδη συμφωνήσει σε γενικές γραμμές ότι οι κρατήρες σχηματίζονται όταν τα αέρια που είναι παγιδευμένα κάτω από την τούνδρα - συμπεριλαμβανομένου του μεθανίου που θερμαίνει τον πλανήτη - συσσωρεύονται υπόγεια, προκαλώντας την εμφάνιση ενός αναχώματος στην επιφάνεια. Όταν η πίεση από κάτω υπερβεί την αντοχή του εδάφους από πάνω, το ανάχωμα εκρήγνυται, εκτοξεύοντας αέρια.
Αυτό που παραμένει προς συζήτηση είναι οι πιο συγκεκριμένοι μηχανισμοί για το πώς συσσωρεύεται η πίεση και από πού ακριβώς προέρχεται το αέριο. Η ομάδα πίσω από τη νέα έρευνα αποφάσισε να προσεγγίσει τα ερωτήματα σαν ντετέκτιβ, δήλωσε η Ana Morgado, συγγραφέας της μελέτης και χημικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Cambridge.
Αρχικά εξέτασαν αν οι εκρήξεις μπορεί να είναι χημικές αντιδράσεις, αλλά αυτό αποκλείστηκε γρήγορα. «Δεν υπήρξε καμία αναφορά για κάτι που να σχετίζεται με χημική καύση» συνέχισε, εξηγώντας στο CNN ότι «έπρεπε λοιπόν να είναι φυσική, όπως το φούσκωμα ενός ελαστικού».
Αυτό που διαπίστωσαν οι ερευνητές περιστρέφεται γύρω από την πολύπλοκη γεωλογία αυτού του συγκεκριμένου τμήματος της Σιβηρίας και έχει ως εξής: κάτω από το έδαφος υπάρχει παχύς μόνιμος παγετός - ένα συνονθύλευμα χώματος, πετρωμάτων και ιζημάτων που συγκρατούνται από πάγο. Κάτω από αυτό βρίσκεται ένα στρώμα από «υδρίτες μεθανίου», μια στερεή μορφή μεθανίου. Ανάμεσα στα δύο αυτά στρώματα υπάρχουν ασυνήθιστοι θύλακες, πάχους περίπου 3 μέτρων, αλμυρού, μη παγωμένου νερού που ονομάζονται «cryopegs».
Καθώς η κλιματική αλλαγή οδηγεί σε θερμότερες θερμοκρασίες, το ανώτερο στρώμα του εδάφους λιώνει, με αποτέλεσμα το νερό να στάζει προς τα κάτω μέσω του μόνιμου πάγου και να εισχωρεί στο cryopeg, διεισδύοντας σε αυτό το αλμυρό στρώμα, σύμφωνα με την έρευνα. Το πρόβλημα είναι ότι δεν υπάρχει αρκετός χώρος για το επιπλέον νερό, οπότε το cryopeg διογκώνεται, η πίεση αυξάνεται και το έδαφος σπάει, στέλνοντας ρωγμές στην επιφάνεια.
Αυτές οι ρωγμές προκαλούν ταχεία πτώση της πίεσης στα βάθη, καταστρέφοντας τους υδρίτες μεθανίου και προκαλώντας εκρηκτική απελευθέρωση αερίου.
Αυτός ο πολύπλοκος χορός μεταξύ του λιώσιμου του μόνιμου πάγου και του μεθανίου μπορεί να διαρκέσει δεκαετίες πριν από την έκρηξη, σύμφωνα με τη μελέτη.
Η διαδικασία «είναι πολύ συγκεκριμένη για την περιοχή», δήλωσε η Morgado. Ενώ πιστεύει ότι έχουν λύσει το γρίφο σε αυτό το τμήμα της Αρκτικής, αν παρόμοιοι εκρηκτικοί κρατήρες εμφανιστούν σε μέρη με διαφορετική γεωλογία, «μπορεί να υπάρχει άλλο ένα μυστήριο προς επίλυση».
Ο Evgeny Chuvilin, επικεφαλής ερευνητής στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Skolkovo στη Μόσχα, ο οποίος έχει περάσει χρόνια μελετώντας τους κρατήρες από κοντά, δήλωσε ότι η ιδέα της μελέτης είναι «νέα», αλλά απωθείται στην ιδέα ότι ταιριάζει με τη γεωλογία της περιοχής.
Το μόνιμο παγωμένο έδαφος -γνωστό και ως πέρμαφροστ (permafrost)- στη βορειοδυτική Σιβηρία είναι ασυνήθιστο για τις πολύ υψηλές ποσότητες τόσο πάγου όσο και μεθανίου, δήλωσε στο CNN. Θα ήταν δύσκολο για το νερό από το ανώτερο στρώμα του εδάφους να διεισδύσει μέσα από αυτό το παχύ, πυκνό στρώμα πάγου για να φτάσει στα κρυοπηγήματα βαθιά κάτω από το έδαφος.
Τα ευρήματα είναι «ακόμα πολύ γενικά» και δεν λαμβάνουν υπόψη τους την πολυπλοκότητα της περιοχής, δήλωσε στο CNN. Η δική του έρευνα επικεντρώνεται στο μεθάνιο που συσσωρεύεται σε κοιλότητες στα ανώτερα επίπεδα του μόνιμου πάγου, πριν η πίεση φτάσει τόσο ψηλά ώστε να εκραγεί.
Υπάρχουν ακόμη περισσότερα που πρέπει να γίνουν για να βοηθήσουν στην επίλυση των μυστηρίων του πώς ακριβώς εξελίσσεται αυτή η διαδικασία, είπε.
Την προειδοποίησή του επαναλαμβάνει η Lauren Schurmeier, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης. Είπε ότι ενώ η έρευνα έχει νόημα θεωρητικά, εξακολουθούν να υπάρχουν «πολλές πιθανές πηγές αερίου για αυτούς τους κρατήρες».
Η Morgado δήλωσε ότι είναι σίγουρη για τη θεωρία, αλλά «μπορεί πάντα να εμπλουτιστεί λαμβάνοντας υπόψη πρόσθετους παράγοντες», πρόσθεσε.
Αυτό στο οποίο οι περισσότεροι επιστήμονες συμφωνούν, ωστόσο, είναι ότι η κλιματική αλλαγή παίζει ρόλο και μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση αυτών των εκρηκτικών κρατήρων στο μέλλον.
Η υπερθέρμανση του πλανήτη «επηρεάζει την αντοχή των παγωμένων πετρωμάτων που βρίσκονται πάνω από τον υπόγειο πάγο με κοιλότητες κορεσμένες με αέριο», δήλωσε ο Chuvilin, καθιστώντας ευκολότερη την έκρηξη του αερίου από κάτω. Καθώς η κλιματική αλλαγή επιταχύνεται, πρόσθεσε, μπορεί να οδηγήσει σε μεγαλύτερη υποβάθμιση του μόνιμου πάγου, ισχυρές εκρήξεις αερίου και νέους κρατήρες.
Ο Schurmeier προχωράει παραπέρα. «Η κλιματική αλλαγή είναι πιθανότατα μια πρωταρχική κινητήρια δύναμη», είπε. Πολλοί από τους κρατήρες εμφανίστηκαν μετά από ασυνήθιστα θερμά καλοκαίρια και θα πρέπει να περιμένουμε περισσότερους από αυτούς καθώς η Αρκτική θερμαίνεται, πρόσθεσε.
Οι κρατήρες όχι μόνο επηρεάζονται από την κλιματική αλλαγή, αλλά και συμβάλλουν σε αυτήν. Κάθε έκρηξη εκλύει μεθάνιο που ήταν προηγουμένως κλειδωμένο, βαθιά μέσα στη γη, ένα αέριο έως και 80 φορές πιο αποτελεσματικό στην παγίδευση θερμότητας στην ατμόσφαιρα από ό,τι το διοξείδιο του άνθρακα βραχυπρόθεσμα. Ενώ το μεθάνιο που παράγεται από κάθε μεμονωμένο κρατήρα δεν είναι εξαιρετικά σημαντικό όσον αφορά την επίδρασή του στην υπερθέρμανση του πλανήτη, δήλωσε ο Schurmeier, «είναι ένα τρομακτικό σημάδι ότι η Αρκτική αλλάζει».
Οι επιστήμονες θα συνεχίσουν να ερευνούν αυτά τα εκρηκτικά φαινόμενα, όχι μόνο επειδή η καλύτερη κατανόησή τους θα μπορούσε να βοηθήσει στην πρόβλεψη των περιοχών όπου είναι πιθανό να εμφανιστούν στη συνέχεια. Τα περισσότερα συμβαίνουν σε απομακρυσμένα μέρη, αλλά υπάρχουν φόβοι ότι θα μπορούσαν να επηρεάσουν κατοικημένες περιοχές ή επιχειρήσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου στην περιοχή. Οι ειδικοί παρακολουθούν ήδη ορισμένα από τα πολλά αναχώματα της περιοχής, δήλωσε ο Vasily Bogoyavlensky, του Ινστιτούτου Έρευνας Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, ο οποίος έχει μελετήσει τους κρατήρες.
«Αυτό δεν σημαίνει ότι μπορούμε να πούμε ότι αύριο θα γίνει μια νέα έκρηξη εδώ», δήλωσε στο CNN, αλλά τους επιτρέπει να παρακολουθούν τις πιο κρίσιμες περιοχές. Για τη Morgado, αυτοί οι κρατήρες αποτελούν απόδειξη ότι ο άνθρωπος αλλάζει το κλίμα και αποσταθεροποιεί τη Γη με νέους τρόπους. «Και είναι πολύ γρήγορο, δεν είναι πια χιλιετίες- συμβαίνει σε μερικές δεκαετίες» εξήγησε.
Πηγή: CNN