Замёрзший метан в озере Авраам

Зимой озеро Авраам в канадской провинции Альберта выглядит как обычный заснеженный водоём — если не знать, что под его поверхностью слоями залегают белые диски замёрзшего газа. Это метан, который поднимается со дна круглый год, но зимой оказывается в ловушке и застывает прямо в толще льда.

Откуда берётся газ

На дне озера постоянно идёт разложение органики: опавшие листья, ветки, трупы животных, попавших в воду, — всё это перерабатывается бактериями, и в процессе выделяется метан. Газ поднимается со дна пузырями — летом они просто всплывают и уходят в атмосферу, зимой застревают у нижней кромки льда и замерзают, образуя белые округлые образования, видимые сквозь прозрачный лёд.

Озеро Авраам — искусственное. Оно было создано в 1972 году после возведения плотины Bighorn на реке Норт-Саскачеван. Затопленная земля со всей своей растительностью и почвой оказалась на дне — и с тех пор продолжает разлагаться. Это одна из причин, почему газообразование здесь особенно интенсивное по сравнению с природными озёрами сопоставимого размера. Процесс дополнительно подпитывается стоками с ферм, расположенных в долине.

Когда температура падает и озеро замерзает, поднимающиеся пузыри не могут пробиться наружу. Они прилипают к нижней стороне льда и постепенно замерзают — слой за слоем, если газ продолжает поступать в одном месте. Так образуются стопки белых дисков, иногда уходящие на глубину нескольких десятков сантиметров. Геологи называют их гидратами метана, хотя в данном случае речь идёт о более простом явлении — газ просто физически захвачен льдом, а не связан с ним химически.

Метан, климат и масштаб проблемы

Озеро Авраам — не исключение. Схожие процессы идут в сотнях озёр арктической и субарктической зоны, особенно там, где тает вечная мерзлота. По данным исследований, опубликованных в журнале Nature, озёра на вечной мерзлоте могут высвобождать до 17 терограммов метана в год — это существенная доля от общего природного метанового потока на планете.

Метан действует на климат в 80 раз сильнее углекислого газа на горизонте 20 лет — именно этот показатель сейчас считается более корректным для оценки краткосрочного воздействия, чем прежний расчёт на 100 лет. По мере потепления озёра в Арктике оттаивают раньше и замерзают позже, что увеличивает время, в течение которого газ выходит в атмосферу беспрепятственно.

Озеро Авраам входит в число самых необычных водоёмов планеты — наравне с другими природными аномалиями, о которых можно узнать в подборке самые необычные озёра мира.

Как учёные это проверили

Исследователи из Университета Аляски в Фэрбенксе несколько лет изучали метановые озёра в полевых условиях. Один из простейших способов убедиться в природе газа — сделать во льду небольшое отверстие над скоплением пузырей и поднести огонь. Газ горит. Этот же приём использовали и на озере Авраам: после того как лунка пробита, из неё вырывается голубоватое пламя — метан воспламеняется без труда.

Именно полевые съёмки таких опытов — в том числе сделанные на озере Авраам — разошлись по интернету и привлекли к нему широкое внимание. До этого озеро было известно разве что среди местных рыбаков и туристов.

Ходить по льду озера можно, когда его толщина достигает 8–10 сантиметров, — но даже зная это, передвижение над слоями замёрзшего газа ощущается иначе, чем на обычном зимнем водоёме. Под ногами — белые диски на разной глубине, некоторые совсем близко к поверхности.