Аннотация

    В настоящее время развитие мировой экономики испытывает трудности, обусловленные, в первую очередь, недостатком знаний о степени влияния антропогенных и естественных факторов на изменение климата, что приводит к большому количеству неопределенностей в функционировании климатической системы нашей планеты и вызывает ряд серьезных проблем, связанных с планированием развития в области энергетики и мировой экономики. Одной из фундаментальных проблем является практически неизученный физический механизм фильтрации газового (метанового) геофлюида в толще донных отложений, который проявляется в массированных выбросах пузырькового (диффузионный поток играет вторичную роль) метана на обширных мелководных участках арктического шельфа России, где предполагается широкое распространение деградирующей подводной мерзлоты, а также газогидратных образований, связанных с реликтовой мерзлотой. Другой проблемой является недопонимание закономерностей транспорта и трансформации потоков пузырькового метана в водной толще, образующих при разгрузке из донных отложений газовые сипы, которые достигают десятков и сотен метров в диаметре и могут вызывать серьезные экологические и геоинженерные проблемы. Кроме того, натурные наблюдения показывают, что значительная фракция геологического флюида в форме пузырьков метана достигает поверхности моря, что потенциально может привести к изменению баланса атмосферного метана – важнейшего парникового газа. Однако, до настоящего времени этот процесс не учитывается в прогнозе возможных климатических изменений и природных опасностей (георисков), которые могут возникнуть при развитии и эксплуатации Северного Морского пути (СМП), освоении углеводородных ресурсов шельфа.

   Данный проект направлен на решение выше сформулированных проблем путем выявления характерных особенностей транспорта (фильтрации) и разгрузки основного газового флюида - пузырькового метана в системе донные отложения - водная толща в ключевых районах арктического шельфа РФ, где доминирует тот или иной источник метана (биогенный, термогенный, абиогенный) и исследование механизма образования каналов разгрузки и переноса газа в донных отложениях, находящихся в различном фазовом состоянии (мерзлые, охлажденные, немерзлые породы). Особое внимание уделяется исследованию газопроницаемости осадков, обусловленную образованием - разрушением гидратов при изменении термодинамических параметров (температура, соленость и др.) и типов осадков.

   Выполнение комплекса принципиально новых работ в такой сложной многофазной системе возможно только путем междисциплинарных исследований, объединяющих специалистов в области физики (с фокусом на механике сплошной среды, изучении и моделировании фильтрационных процессов), морской геологии и геофизики (эволюция состояния подводной мерзлоты - гидратов, механизмы транспорта и трансформации газового флюида в условиях фазовых переходов, динамика сейсмотектонических процессов и т.д.), океанографии (количественная оценка разгрузки газового флюида - пузырькового метана, изучение транспорта и трансформации пузырькового потока в сильных струях, которые модулируют подъем вод (апвеллинг) и усиливают интенсивность переноса метана из донных отложений в водную толщу-атмосферу). Для достижения поставленных целей будет впервые использован триединый подход, который объединит натурные исследования, лабораторные эксперименты и математическое моделирование.

при поддержке