Проявления дегазации в палеодолинах Карского шельфа

В ходе экспедиционных исследований во время 52-го и 56-го рейсов НИС «Академик Николай Страхов» в 2021–2023 гг. обследована часть акватории Карского моря к северо-западу от о-ва Белый. По сейсмоакустическим данным были выявлены признаки дегазации в рельефе, осадочном чехле и водной толще на нескольких полигонах, охватывающих фрагменты реликтовых флювиальных форм – палеодолин. Изучены три полигона с разным мезорельефом и строением верхней части разреза рыхлых отложений, охватывающие фрагменты палеодолин на глубинах от 40 до 250 м. Установлено, что в палеодолинах юго-западной части Карского шельфа существуют особые обстановки дегазации, что предопределено рельефом и геокриологическим строением дна. Вертикальная миграция флюидов из глубинных горизонтов приводит к их скоплению у поверхности дна, где в зависимости от сочетания геоморфологических и геокриологических условий проиходит их неравномерная разгрузка. Толщи многолетнемерзлых пород (ММП), являющиеся мощным флюидоупором, развиты в долинах фрагментарно. На участках их выклинивания концентрация газопроявлений возрастает. По сейсмоакустическим и батиметрическим данным были выделены покмарки, пингоподобные формы, куполовидные поднятия, грязевулканические образования являющиеся результатом флюидогенной разгрузки. Спектр развитых в палеодолинах флюидогенных форм определяется морфологией рельефа и глубиной: покмарки и грязевулканические постройки более характерны для днищ долин, где мерзлые породы распространены фрагментарно или вовсе отсутствуют; пингоподобные формы (ППФ) встречаются на склонах долин, где снижается мощность и сплоченность ММП, грязевые диапиры-куполовидные поднятия развиты на площадях с практически полным отсутствием ММП. Вне долин газопроявления и флюидогенные формы единичны, что связано с наличием флюидоупора в виде толщи ММП. Результаты исследования позволили установить, что палеодолины являются основными зонами разгрузки флюидов на шельфе Карского моря, а деградация ММП, в том числе под влиянием миграции флюидов, определяет современный микрорельеф и динамику процессов. Полученные данные согласуются с исследованиями в других арктических регионах (шельф моря Бофорта, дельта р. Маккензи), подтверждая универсальность механизмов взаимодействия многолетней мерзлоты и потока флюидов в шельфовой зоне Арктики.

1. Баранов Б.В., Амбросимов А.К., Мороз Е.А. и др. Позднечетвертичные контуритовые дрифты на шельфе Карского моря // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 511. № 2. С. 236–242.

2. Богданов Н.А. Тектоника Арктического океана // Геотектоника. 2004. № 3. С. 13–30.

3. Бондарев В.Н., Длугач А.Г., Костин Д.А. и др. Акустические фации посткриогенных обстановок мелководных районов Печорского и Карского морей // Разведка и охрана недр. 1999. № 7–8. С. 10–14.

4. Верба М.Л. Современное билатеральное растяжение земной коры в Баренцево-Карском регионе и его роль при оценке перспектив нефтегазоносности // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2007. № 2. С. 1–37.

5. Вержбицкий В.Е., Косенкова Н.Н. и др. Геология и углеводородный потенциал Карского моря // Oil & Gas Journal. 2012. Т. 110. № 1. С. 48.

6. Гаврилов А.В., Павлов В.А., Фриденберг А.И. и др. Геокриологическое картографирование шельфа Карского моря. Методика и результаты // Нефтяное хозяйство. 2019. № 11. С. 28–32.

7. Галушкин Ю.И. Вариации климата в истории формирования Южно-Карского бассейна // Жизнь Земли. 2023. Т. 45. № 4. С. 490–504. DOI: 10.29003/m3531.0514-7468.2019_45_4/490-504.

8. Данилов И.Д., Булдович С.Н., Луковкин Д.С. Модель динамики теплообмена в породах Карского шельфа и палеошельфа в позднем плейстоцене – голоцене и субмаринный криолитогенез // Криосфера Земли. 1999. Т. III. № 4. С. 54–60.

9. Данилов И.Д. Субмаринная мерзлота арктического шельфа и связанные с ней процессы криогенного литоморфогенеза // Океанология. 2000. Т. 40. № 5. С. 756–764.

10. Еременко Е.А., Кохан А.В., Мороз Е.А и др. Условия, механизм и стадии развития пингоподобных форм на шельфе Печорского моря // Геоморфология и палеогеография. 2024. Т. 55. № 2. С. 138–153. DOI: 10.31857/S2949178924020075.

11. Замотина З.С., Старовойтов А.В., Токарев М.Ю. и др. Анализ систем палеодолин в юго-западной части Карского моря по сейсмическим данным // Геофизика. М.: Ред.-изд. центр ЕАГО; Тверь: Полипресс, 2024. № 2. С. 16–23.

12. Зархидзе Д.В., Красножен А.С. Карта плиоцен-четвертичных образований: S-41 (зал. Русанова); S-42 (о. Белый). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Карта плиоцен-четвертичных образований. Третье поколение. Южно-Карская серия, масштаб 1:1 000 000, серия: Южно-Карская. М.: ФГБУ «ВСЕГЕИ», 2022.

13. Конторович В.А., Аюнова Д.В., Гусева С.М. и др. Cейсмогеологическая характеристика осадочных комплексов и нефтегазоносность Ямальской, Гыданской и Южно-Карской нефтегазоносных областей (Арктические регионы Западной Сибири, шельф Карского моря) // Геофизические технологии. 2018. № 4. С. 10–26. DOI: 10.18303/2619-1563-2018-4-3.

14. Кохан А.В., Мороз Е.А., Еременко Е.А. и др. Флюидогенный рельеф районов распространения многолетней мерзлоты на шельфе Печорского и Карского морей // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2023. Т. 78. № 3. С. 104–124. DOI: 10.55959/MSU0579-9414.5.78.3.9.

15. Красножен А.С., Зархидзе Д.В., Руденко А.А. и др. Карта доплиоценовых образований: S-41 (зал. Русанова); S-42 (о. Белый). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Геологическая карта доплиоценовых образований. Третье поколение. Южно-Карская серия, масштаб 1:1 000 000 , серия: Южно-Карская. М.: ФГБУ «ВСЕГЕИ», 2022.

16. Ласточкин А.Н. Подводные долины северного шельфа Евразии // Известия Всесоюзного географического общества. 1977. Т. 109. № 5. С. 412–417.

17. Ласточкин А.Н. Морфология и генезис подводных долин северного шельфа Евразии // Возраст и генезис переуглублений на шельфах и история речных долин. М.: Наука, 1984. C. 22–28.

18. Мельников В.П., Спесивцев В.И. Инженерно-геологические и геокриологические условия шельфа Баренцева и Карского морей. Новосибирск: Наука, 1995. 198 с.

19. Миронюк С.Г., Колюбакин А.А., Голенок О.А. и др. Грязевулканические структуры (вулканоиды) Карского моря: морфологические особенности и строение // Геология морей и океанов: материалы XXIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. М.: ИО РАН, 2019. Т. 5. С. 192–196.

20. Мусатов Е.Е. Палеодолины Баренцево-Карского шельфа // Геоморфология. 1998. № 2. С. 90–95.

21. Перлова Е.В., Микляева Е.С., Леонов С.А. и др. Газовые гидраты полуострова Ямал и прилегающего шельфа Карского моря как осложняющий фактор освоения региона // Вестник газовой науки. 2017. Т. 31. № 3. С. 255–262.

22. Розенбаум Г.Е., Шполянская Н.А. Позднекайнозойская история криолитозоны Арктики. М.: Научный мир, 2000. 104 с.

23. Рокос С.И., Длугач А.Г., Локтев А.С. и др. Многолетнемерзлые породы шельфа Печорского и Карского морей: генезис, состав, условия распространения и залегания // Инженерные изыскания. 2009. № 10. С. 38–41.

24. Романовский Н.Н. Талики в области многолетнемерзлых пород и схема их подразделения // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1972. № 1. С. 23–34.

25. Сорохтин Н.О., Никифоров С.Л., Ананьев Р.А. и др. Геодинамика Арктического шельфа России и рельефообразующие процессы в Центрально-Карском бассейне // Океанология. 2022. Т. 62. № 4. С. 625–635. DOI: 10.31857/S0030157422040116.

26. Ступакова А.В. Структура и нефтегазоносность Баренцево-Карского шельфа и прилегающих территорий // Геология нефти и газа. 2011. № 6. С. 99–115.

27. Трофимов В.Т., Баду Ю.Б., Васильчук Ю.К. и др. Геокриологическое районирование Западно-Сибирской плиты. М.: Наука, 1987. 219 с.

28. Хуторской М.Д., Ахметзянов В.Р., Ермаков А.В. и др. Геотермия арктических морей / под ред. Ю.Г. Леонова. М.: ГЕОС, 2013. 232 с.

29. Шельфовые осадочные бассейны Российской Арктики: геология, геоэкология, минерально-сырьевой потенциал / под ред. Г.С. Казанина. Мурманск; СПб.: Реноме, 2020. 544 с.

30. B aranov B.V., Dozorova K.A., Moroz E.A. et al. Contourites in the Seas of Russia, Oceanology 64 (Suppl. 1), 2024, S155–S169, DOI: 10.1134/S0001437024700966.

31. Dallimore S.R., Lapham L.L., Côté M.M. et al. Source, migration pathways, and atmospheric release of geologic methane associated with the complex permafrost regimes of the outer Mackenzie River Delta, Northwest Territories, Canada, Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 2024, 129, e2023JF007515, D OI: 10.1029/2023JF007515.

32. Grob H., Riedel M., Duchesne M. et al. Revealing the extent of submarine permafrost and gas hydrates in the Canadian Arctic Beaufort Sea using seismic reflection indicators, Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2023, 24, e2023GC010884, DOI: 10.1029/2023GC010884.

33. Jakobsson M., Mayer L.A., Bringensparr C. et al. The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean Version 4.0, Sci Data, 2020, 7:176, 14 p., DOI: 10.1038/s41597-020-0520-9.

34. Overduin P., Schneider von Deimling T., Miesner F. et al. Submarine permafrost map in the Arctic modeled using 1-D transient heat flux (SuPerMAP), Journal of Geop hysical Research: Oceans, 2019, vol. 124, iss. 6, p. 3490– 3507, DOI: 10.1029/2018JC014675.

35. P aull C.K., Dallimore S.R., Jin Y.K. et al. Rapid seafloor changes associated with the degradation of Arctic submarine permafrost, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022, 119(12), e2119105119, DOI: 10.1073/pnas.2119105119.

36. Paull C.K., Hong J.K., Caress D.W. et al. Massive ice outcrops and thermokarst along the Arctic shelf edge: Byproducts of ongoing groundwater freezing and thawing in the sub-surface, Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 2024, vol. 129, e2024JF007719, DOI: 10.1029/2024JF007719.

37. Portnov A., Smith A.J., Mienert J. et al. Offshore permafrost decay and massive seabed methane escape in water depths >20 m at the South Kara Sea shelf, Geoph. Res. Lett., 2013, vol. 40(15), p. 3962–3967, DOI: 10.1002/grl.50735.

38. Semenov P., Portnov A., Krylov A. et al. Geochemical evidence for seabed fluid flow linked to the subsea permafrost outer border in the South Kara Sea, Geochemistry, 2019, DOI: 10.1016/j.chemer.2019.04.005.

39. Serov P., Portnov A., Mienert J. et al. Methane release from pingo-like features across the South Kara Sea shelf, an area of thawing offshore permafrost, Journal Geophys. Res. Earth Surf., 2015, vol. 120, p. 1515–1529, DOI: 10.10022015JF003467.

40. Электронный источник

41. Ворошилов Е.В., Мороз Е.А., Соколов С.Ю. и др. Опасные геологические процессы в позднеплейстоценовых долинах Карского моря // Морские технологии 2021. Тезисы конференции. Геленджик, Россия, 26–30 апреля 2021 г. U RL: http://atlantic.ginras.ru/download/papers/Voroshilov_etal_2021_MarTech.pdf (дата обращения 28.10.2025).