I ricercatori di Skoltech e i loro colleghi hanno trascorso più di due anni a studiare un cratere largo 20 metri e profondo 20 metri nella penisola di Yamal, nel nord della Russia, che si è formato dopo un rilascio esplosivo di gas, prevalentemente metano, dal permafrost. Sono stati in grado di dedurre potenziali modelli di formazione per il cratere scoperto che ha implicazioni per la geocriologia e gli studi sui cambiamenti climatici. Due documenti che illustrano i risultati di questo progetto, supportato da Totale, sono stati pubblicati (1, 2) nella rivista Geosciences.

Permafrost, che ammonta a due terzi del territorio russo, è un enorme serbatoio naturale di metano, un potente gas serra. Mentre l'Artico si riscalda e il permafrost si degrada a causa dei cambiamenti climatici, gli scienziati sono preoccupati che questo metano possa iniziare a fuoriuscire nell'atmosfera in quantità enormi, aggravando ulteriormente il riscaldamento globale.

In questo momento il metano sta già filtrando silenziosamente dal sottosuolo nell'Artico, ma a volte fa di più:un gigantesco cratere dall'aspetto alieno largo 40 metri, soprannominato il "cratere Yamal", ha catturato l'immaginazione di tutti nel 2014 quando è stato trovato a soli 42 chilometri dal giacimento di gas di Bovanenkovo. Eventi esplosivi come questo producono "cicatrici" impressionanti, ma gli scienziati non sono ancora sicuri da dove provenga il gas che li provoca.

"I crateri artici sono fenomeni relativamente rari che si verificano principalmente nella remota tundra. Il sollevamento di ghiaccio che precede un cratere di solito avviene abbastanza rapidamente, da uno a due anni, e questa crescita improvvisa è difficile da osservare, così quasi tutti i crateri sono stati scoperti dopo che tutto era già successo. Abbiamo solo prove frammentarie di gente del posto che afferma di aver sentito un rumore o di aver visto fumo e fiamme. Più, un cratere si trasforma in un lago in altri uno o due anni, che è poi difficile da distinguere dai comuni laghi termocarsici dell'Artico, " afferma Evgeny Chuvilin del Centro Skoltech per il recupero degli idrocarburi, il primo autore dell'articolo.

Il team di Skoltech ha deciso di studiare il cratere di emissione di gas Erkuta, scoperto casualmente nell'estate del 2017 nella pianura alluvionale del fiume Erkuta-Yakha nella penisola di Yamal da biologi interessati ai luoghi di nidificazione dei falchi nella zona. Secondo il dottor Chuvilin, il team Skoltech è stato fortunato ad arrivare al cratere Erkuta, molto meno famoso, durante il suo primo anno, e solo un anno prima che anch'esso si trasformasse in un lago. Così, la loro è probabilmente l'unica squadra al mondo che ha avuto modo di indagare sulle origini del cratere Erkuta.

I ricercatori hanno prelevato campioni di suolo permafrost, ghiaccio macinato e acqua dal bordo del cratere durante una gita sul campo nel dicembre 2017 e ha condotto osservazioni con droni sei mesi dopo. Hanno scoperto che il fortemente negativo ¹³ C (una misura del rapporto tra gli isotopi stabili del carbonio ¹³ C a ¹² C) di metano da campioni di ghiaccio macinato era caratteristico di idrocarburi biogeni, eppure il rapporto tra metano e la quantità totale dei suoi omologhi, etano e propano, indicava una fonte termogenica più profonda.

Sulla base di queste osservazioni, gli scienziati hanno costruito un modello per la formazione del cratere, che "maturava" in uno dei laghi prosciugati formatisi da una lanche, un ex paleo-canale del fiume Erkuta-Yakha. Questo lago probabilmente aveva un talik sottolago, una zona di terreno non ghiacciato che ha iniziato a congelarsi gradualmente dopo che il lago si era prosciugato, accumulando lo stress che alla fine è stato rilasciato in una potente esplosione.

"Criovulcanesimo, come lo chiamano alcuni ricercatori, è un processo molto poco studiato e descritto nella criosfera, un'esplosione che coinvolge rocce, Ghiaccio, acqua e gas che lascia dietro di sé un cratere. È una potenziale minaccia per l'attività umana nell'Artico, e dobbiamo studiare a fondo come i gas, soprattutto metano, si accumulano negli strati superiori del permafrost e quali condizioni possono causare l'estremo della situazione. Queste emissioni di metano contribuiscono anche alle crescenti concentrazioni di gas serra nell'atmosfera, e il cambiamento climatico stesso potrebbe essere un fattore nell'aumento del criovulcanesimo. Ma questo è ancora qualcosa che deve essere studiato, "Note di Chuvilin.