science >> Wetenschap >  >> Natuur

3D-model pronkt met de binnenkant van een gigantische permafrostkrater

De C17 krater. Krediet:Evgeny Chuvilin

Onderzoekers van het olie- en gasonderzoeksinstituut van de Russische Academie van Wetenschappen en hun Skoltech-collega's hebben de nieuwste bekende 30 meter diepe gasuitbarstingskrater op het Yamal-schiereiland onderzocht. die in de zomer van 2020 werd gevormd. Het artikel werd gepubliceerd in het tijdschrift Geowetenschappen .

Gigantische kraters in het Russische Noordpoolgebied, waarvan gedacht wordt dat het de overblijfselen zijn van krachtige gasuitbarstingen, trok voor het eerst wereldwijd de aandacht in 2014, toen de 20 tot 40 meter brede Yamal-krater vrij dicht bij het Bovanenkovo-gasveld werd gevonden. De heersende hypothese is dat deze kraters worden gevormd nadat gas is opgehoopt in holtes in de bovenste lagen van de permafrost, en toenemende druk ontketent uiteindelijk een explosieve kracht. De meeste van deze kraters hebben een vrij korte levensduur, omdat ze zich in de loop van meerdere jaren blijkbaar snel met water vullen en in kleine meren veranderen. Vanaf nu, er zijn zo'n 20 bekende en bestudeerde kraters.

in 2020, onderzoekers vonden en onderzochten de nieuwste krater, genaamd C17, ongeveer 25 meter in doorsnee. Het werd gevonden door Andrey Umnikov, directeur van het non-profit partnerschap "Russian Centre of Arctic Development, " tijdens een helikoptervlucht op 16 juli in het centrale deel van het Yamal-schiereiland, dicht bij drie andere kraters, waaronder de beroemde Yamal-krater. OGRI adjunct-directeur Vasily Bogoyavlensky leidde de expeditie van augustus 2020, wat mogelijk was dankzij de genereuze steun van de regering van het autonome gebied Yamalo-Nenets en de organisatie van de heer Umnikov. Evgeny Chuvilin en Boris Bukhanov van het Skoltech Center for Hydrocarbon Recovery namen deel aan de expeditie.

"De nieuwe krater is indrukwekkend in zijn ideale staat van bewaring, voornamelijk de kegelvormige top waaruit ejecta werd gegooid, de buitenste delen van de deinende heuvel die de krater neersloeg, de wanden van de krater zelf die ongelooflijk goed bewaard zijn gebleven, en, natuurlijk, de gasholte in de ijzige bodem van de krater, ' zegt Chuvilin.

"Ten eerste, we waren er op tijd om het object in zijn bijna onberispelijke staat te vinden, zonder dat er water in zit. Ten tweede, de gigantische ondergrondse holte in het ijs is uniek op zich. Een deel van de ijzige koepel van deze holte is bewaard gebleven; voor de explosie, het had deze ronde koepel, en de onderkant was elliptisch, langgerekt naar het noorden, met een asverhouding van ongeveer 1 op 4,5. Van wat we weten, kunnen we zeggen dat de C17-krater verband houdt met een diepe breuk en een abnormale aardwarmtestroom, ’ merkt Bogoyavlenski op.

Een gecertificeerde piloot, Igor Bogoyavlensky, bestuurde de drone die werd gebruikt voor kraterbewaking. Dat was de eerste keer dat een drone in de krater vloog voor "ondergronds luchtonderzoek" 10 tot 15 meter onder de grond, het risico lopen het vliegtuig te verliezen. Het team gebruikte de gegevens om een ​​3D-model te bouwen op basis van de dronebeelden vanuit de krater. Dit is de eerste keer dat wetenschappers een "verse" krater kunnen bestuderen die nog niet is geërodeerd of gevuld met water, met een goed bewaarde ijsholte waar gas zich had opgehoopt. 3D-modellering werd eerder gebruikt voor de Yamal-krater, maar destijds, het was al gevuld met water.

"Door de jaren heen we hebben veel ervaring opgedaan met bewakingsdrones, toch was dit 'ondergrondse luchtonderzoek' van de C17-krater de moeilijkste taak die ik ooit had gehad, op de rand van een krater van 10 verdiepingen diep moeten gaan liggen en met mijn armen bungelen om de drone te besturen. Drie keer kwamen we dicht bij het verlies, maar slaagde erin de gegevens voor het 3D-model te krijgen, "Igor Bogoyavlensky, de dronepiloot, zegt.

Vasily Bogoyavlensky zegt dat het 3D-model hen in staat stelde om de extreem complexe vorm van de ondergrondse holte vast te leggen. "We konden niet alles van bovenaf zien, vooral de grotten, mogelijke grotten in het onderste deel van de krater. Dat kun je allemaal duidelijk zien met het 3D-model. Onze resultaten suggereren ondubbelzinnig dat de krater endogeen is gevormd, met smeltend ijs, een deinende heuvel die dynamisch groeit als gevolg van gasophoping en de explosie, " hij voegt toe.

De Skoltech-onderzoekers waren in staat om de cryogeologische omstandigheden van de krater te bestuderen, de samenstelling van de permafrost in dit gebied en het ejecta uit de krater, temperatuuromstandigheden op de kraterbodem en enkele andere parameters. "Deze informatie zal licht werpen op de omstandigheden en vorming van deze ongewone objecten in het noordpoolgebied, ' zegt Chuvilin.

in 2021, Onderzoekers van OGRI en Skoltech plannen een nieuwe expeditie naar deze krater om de staat ervan te volgen en verder onderzoek te doen naar hoe deze is ontstaan.