В метаанализе 2014 года американского ученого – специалиста по мерзлоте Кевина Шефера было выдвинуто предположение, что к 2100 году из вечной мерзлоты в атмосферу выйдет 120 миллиардов тонн углерода. Это 5,7 % общего объема выделяемых парниковых газов, что повысит температуру планеты на 0,29 градуса. При этом доля метана будет составлять лишь 0,06 градуса. 60 % потепления, вызванного таянием слоя мерзлоты, произойдет после 2100 года.
Однако в Сибири вечная мерзлота находится не только на материке, но и на морском дне. Северное побережье Якутии омывают мелкие моря – море Лаптевых и Восточно-Сибирское море. Еще 15 000 лет назад их вообще не существовало, на их месте была тундростепь, по которой ходили мамонты. Потом материковые льды Европы и Америки начали таять и уровень моря поднялся. Когда подъем воды закончился, ее уровень стал на 120 метров выше. Слой вечной мерзлоты остался под водой и там медленно начал таять под влиянием воды и соли.
Еще в 1990-х считалось, что морская мерзлота стабильна. На картах исследователей под морским дном она достигала 200–300 метров в глубину, хотя на самом деле никто ее не исследовал. А потом из Северного Ледовитого океана стали доноситься тревожные новости. Игорь Семилетов, океанолог из Владивостока, пробурил несколько скважин в прибрежных водах моря Лаптевых, там же, где бурили советские ученые в 1981–1982 годах. И выяснилось, что мерзлота в среднем таяла на 14 см в год. А в некоторых скважинах ее не обнаружили совсем.
В сентябре 2018 года я отправился вместе с Семилетовым и его группой из 55 человек на море Лаптевых – раньше называлось Норденшельдово море – выяснить, каково положение подводной мерзлоты. Научная экспедиция длилась пять недель. Наш корабль – российский научно-исследовательский флагман «Академик М. Келдыш». На этом построенном в Финляндии в 1980 году корабле тарахтело четыре двигателя финского завода Wärtsilä. Флагман медленно плыл вперед, хотя ветер временами доходил до 22 м/с и поднимал на океане многометровые волны.
Внутри на судне было ощущение, что я и правда вернулся в Финляндию 1980-х. Комфортная каюта отделана под красное дерево. В дверях – старая модель замков финской фирмы Abloy, телефоны с диском фирмы Ericsson. Даже кофейник родной, фирмы «Оpа». В столовой четыре раза в день подавали еду, о чем сообщали по центральному радио. Баню разрешалось посещать два раза в неделю. Единственный минус то, что на корабле вся жизнь текла по московскому времени. Это означало, что на море Лаптевых мы работали в темное время суток, а спать пытались в светлое.
В нашей научной экспедиции нашлось место и неудачам. Прибыв на море Лаптевых, нам пришлось впустую прождать пять дней, хотя погода для исследований была идеальная. Дело в том, что в разрешении стояла неверная дата. Министерство науки РФ, которое финансировало экспедицию, не любит торопиться, когда надо исправлять свои ошибки. По слухам, это было подстроено другим ученым из-за старых терок, связанных с использованием судна.
Все время, пока мы плыли на корабле, ученые изучали содержание газа в воде и воздухе. Когда мы прибыли на море Лаптевых, ученые включили три разных эхолота. Судно посреди пустынного моря стало ходить зигзагом. По сигналам, поступающим с эхолотов, на экране отображался разрез водной массы под нами. Затем на синем поле появились красные столбики, словно языки пламени: «Seep! Утечка!»
Языки пламени – это метановые пузырьки в воде. Считается, что метан вырывается в воду из гидратов в слое вечной мерзлоты. Обычно газ, поднимающийся с морского дна, не доходит до атмосферы, он распадается под влиянием микробов и окислительных процессов. Так как море Лаптевых в среднем каких-то 45 метров глубиной, часть газа все-таки попадает на поверхность.
В 2010 году Семилетов и его жена, исследователь Наталья Шахова, прогремели своими статьями в журнале Science. Они подсчитали, что море Лаптевых и Восточно-Сибирское море ежегодно выбрасывают в атмосферу восемь миллионов тонн метана, это больше, чем все моря мира вместе. То есть на дне Северного Ледовитого океана тикает метановая бомба. Семилетов и Шахова опирались на подсчеты, по которым в восточной части основания материка содержится 1000–1400 миллиардов тонн запасов углерода. Если таяние мерзлоты ускорится и 5 миллиардов тонн в виде метана проникнет в атмосферу, это будет равняться содержанию метана в атмосфере сейчас. Если высвободится 50 миллиардов тонн, то случится катастрофа, в результате которой большая часть планеты станет непригодной для жизни.
В ту поездку команда Семилетова рядом с дельтой реки Лены зафиксировала десятикратное содержание метана в сравнении с обычным. Особенно внимательно группа изучала три обширных подводных газовых месторождения, которые она нашла ранее. В этот раз на одном из них был зафиксирован выброс. Семилетов считает, что тут метановые выбросы за последние пять лет, за время их наблюдений, выросли в 3,6 раза.
Научная группа была разношерстной: микробиологи, океанологи, гидрологи, биогеохимики, литологи, геофизики и исследователи мерзлоты. Геофизики главным образом изучали места разлома морского дна. Похоже, что именно оттуда просачивался метан. Сейсмические данные подтверждали идею о том, что подводная мерзлота была уже фрагментирована. Ее верхний слой растаял на 20–40 метров в глубину от морского дна. Было много мест, откуда выходил газ. Но точные данные о состоянии мерзлоты можно получить только бурением. Глубокое бурение стоит десятки миллионов евро, таких денег нет ни у кого, разве что у нефтяных компаний.
На материке средняя температура мерзлоты около минус десяти градусов, температура же подводной мерзлоты около нуля. То есть для таяния мерзлоты нужно не так уж много тепла. Владимир Тумской, наш специалист по мерзлоте, считал, что слой мерзлоты только поначалу тает быстро. «Когда таяние идет глубже, процесс замедляется, пока не достигнет нескольких миллиметров в год». Тумской полагает, что более значительное таяние мерзлоты идет снизу под воздействием геотермального тепла, которое сильнее всего в местах разломов.
Взгляды Семилетова на метановую угрозу спорные. Американский ученый Дэвид Макгуайр (David McGuire) считает, что содержание метана в гидратах мерзлоты на дне Северного Ледовитого океана составляет лишь 2/65 миллиарда тонн. МГЭИК не видит в выделении океанического метана серьезной климатической угрозы в этом столетии. На побережье моря Лаптевых установлены также измерительные приборы Метеорологического института Финляндии. По словам руководителя группы Туомаса Лаурилы, они не заметили особо большой концентрации метана в воздушных массах, идущих со стороны моря. Наоборот, метан приходит с материка, из Сибири, он выделяется из болот и при добыче нефти и газа.
Подводная мерзлота – все еще загадка, это самая малоизученная область криосферы. Сложно сказать, увеличилось ли количество метановых выбросов, так как вопрос стали изучать совсем недавно. Семилетов настаивает на том, что метановую угрозу нельзя игнорировать. «Мы не утверждаем, что случится катастрофа, но эту возможность нельзя исключать. Чтобы знать больше, надо исследовать это явление», – говорит он.
По Северному морскому пути навстречу нашему «Келдышу» плыло нечто нереальное – белый парусник с дрожащим флюоресцентно-оранжевым парусом. Lady Dana шла с востока на запад, ее экипаж – шестидесятилетняя польская семья Войновских. Плыть на яхте по Северному морскому пути – идея из области фантастики, которая вряд ли бы даже пришла кому-нибудь в голову несколько лет назад.
