В.Д. Соловйов, ГАЗОВІ ФАКЕЛИ ТА ПРОЦЕСИ СУЧАСНОЇ ДЕГАЗАЦІЇ

https://doi.org/10.15407/gpimo2023.02.019

В.Д. Соловйов, канд. геол-мін. наук, пров. наук. співроб.
e-mail: solvalera@ukr.net
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України
03142, Київ, пр. Палладіна, 32

М.А. Якимчук, д-р фіз.-мат. наук, проф.
e-mail: yakymchuk@gmal.com
Інститут прикладних проблем екології, геофізики і геохімії
02000, Київ, пров. Лабораторний, 1

І.М. Корчагін, д-р фіз.-мат. наук, проф.
e-mail: korchagin.i.n.@gmail.com
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України
03142, Київ, пр. Палладіна, 32

ГАЗОВІ ФАКЕЛИ ТА ПРОЦЕСИ СУЧАСНОЇ ДЕГАЗАЦІЇ В МОРЯХ АРКТИКИ (ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ ЧАСТОТНО-РЕЗОНАНСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ)

Розглянуто нові результати застосування модифікованих методів частотно-резонансних (ЧР) технологій (обробка та декодування супутникових знімків і фотографій з вертикальним скануванням розрізів) для дослідження джерел і процесів утворення сипів і покмарків у Північному, Норвезькому та Баренцовому морях.

Показано, що інтенсивність і динаміка утворення сипів і покмарків значною мірою залежать від надходження газофлюїдів із глибинних джерел через активні процеси дегазації. Застосування технологій ЧР-зондування дозволило дистанційно визначати просторові закономірності формування зон інтенсивного газовиділення та ймовірні глибини геологічних джерел міграції.

Результати дослідження полів сипів і покмарків підтверджують значний, але недостатньо врахований вплив корово-мантійних газових флюїдів на особливості процесів дегазації в структурах континентальних окраїн.

Ці дані є вагомими аргументами на користь «вулканічної моделі» формування різноманітних структурних елементів в Арктичному регіоні.

Матеріали ЧР-досліджень показали можливість використання сипів і покмарків у зонах активної міграції газів як індикаторів мілководних і більш глибоких родовищ вуглеводнів.

Дані ЧР-зондувань можуть бути використані для створення моделей глибинної будови та можливих механізмів утворення абіогенних вуглеводнів у окраїнних структурах Арктики.

Ми припускаємо, що вуглеводні через глибинні канали (з глибини 57 км) мігрують у верхні горизонти земної кори, де можуть утворювати родовища. Під час цієї міграції на дні моря фіксуються газові сипи і покмарки, з частковою міграцією газу в атмосферу.

Дослідження сучасних центрів дегазації в полярних регіонах підтвердили наявність зон активної міграції газів в атмосферу, що є важливим чинником впливу на динаміку глобальних процесів зміни клімату на Землі.

Досвід використання ЧР-технологій у галузі дослідження метанових сипів і покмарків, виявлених у структурах полярних морів Арктики, показав їх універсальність і можливість використання при дослідженні процесів дегазації у структурах різних регіонів.

Ключові слова: дистанційні методи, мобільні технології, сипи, покмарки, Північне море, Баренцoвe море, Шпіцберген, Арктика.

Список літератури

  1. Левашов С.П, Якимчук Н.А, Корчагин И.Н. Частотно-резонансный принцип, мобильная геоэлектрическая технология: новая парадигма геофизических исследований. Геофизический журнал, 2012. Т. 34, № 4. С. 167 – 176.
  2. Рыбак Е.Н., Ступина Л.В. Покмарки Чёрного моря. Геол. і кор. копал. Світового океану, 2019. Т.15, № 2. С. 16 – 34.
  3. Шестопалов В.М., Лукин А.Е., Згоник В.А. и др. Очерки дегазации Земли. Киев: «БАДАТА-Интек сервис», 2018. 632 с.
  4. Шнюков Е.Ф., Топачевский И.В. Газовые сипы Мирового океана. Геол. і кор. копал. Світового океану. 2019. Т.15, № 2. С. 3—15.
  5. Шнюков Е.Ф., Коболев В.П., Пасынков А.А. Газовый вулканизм Черного моря. Киев, 2013. 383 с.
  6. Якимчук Н.А., Левашов С.П., Корчагин И.Н. Прямопоисковая мобильная технология: результаты апробации при поисках скоплений водорода и каналов миграции глубинных флюидов, минерального вещества и химических элементов. Геоинформатика, 2019. № 2. С. 19 – 42.
  7. Якимчук Н.А., Корчагин И.Н., Бахмутов В.Г., Соловьев В.Д. Геофизические исследования в Украинской морской антарктической экспедиции 2018 г.: мобильная измерительная аппаратура, инновационные прямопоисковые методы, новые результаты. Геоинформатика, 2019. № 1. С. 5 – 27.
  8. Baranov B., Galkin S., Vedenin A. et.al. Methane seeps on the outer shelf of the Laptev Sea: characteristic features, structural control, and benthic fauna. Geo-Marine Letters, April 2020. V. 40. P. 541 – 557. https://doi.org/10.1007/s00367-020-00655-7
  9. Berndt C., Feseker T., Treude T. et al., Temporal constraints on hydrate-controlled methane seepage off Svalbard. Science, 2014. V. 343, № 6168. P. 284 – 287.
  10.  Betlem P., Roy S., Birchall T. et al. Modelling of the gas hydrate potential in Svalbard’s fjords. Journal of Natural Gas Science and Engineering. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2021.104127
  11. Bogoyavlensky V. I., Sizov O. S., Nikonov R. A. et al. Earth degassing in the Arctic: the genesis of natural and anthropogenic methane emissions. Arctica: ecology and economy, 2020. № 3 (39). P. 6 – 22. doi: 10.25283/2223-4594-2020-3-6-22
  12. Bouriak S., Vanneste M., Saoutkine A. Inferred gas hydrates and clay diapirs near the Storegga Slide on the southern edge of the Voring Plateau, offshore Norway. Marine Geology, 2000. 163 (1 – 4), Р. 125 – 148.
  13. Daszinnies M., Plaza-Faverola A., Sylta Ø. et al. The Plio-Pleistocene seepage history off western Svalbard inferred from 3D petroleum systems modelling. Marine and Petroleum Geology, 2021. V. 128, P. 1 – 21.
  14. Gentz T., Damm E., Schneider von Deimling J. et al. A Water Column Study of Methane Around Gas Flares Located at the West Spitsbergen continental Margin. Continental Shelf Res, 2014. V.72. P. 107 – 118. doi:10.1016/j.csr.2013.07.013
  15. Goswami B. K., Weitemeyer K. A., Minshull T. A., et al. A joint electromagnetic and seismic study of an active pockmark within the hydrate stability field at the Vestnesa Ridge, West Svalbard margin. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2015. V. 120 (10), P. 6797 – 6822. https://doi.org/10.1002/2015JB012344
  16. Himmler T., Sahy D., Martma T. et al. A 160,000‐year‐old history of tectonically controlled methane seepage in the Arctic. Science Advances, 2019. V. 5, № 8. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw1450
  17. Johnson J. E., Mienert J., Plaza-Faverola A. et al. Abiotic methane from ultraslow- spreading ridges can charge Arctic gas hydrates. Geology,2015. № 43 (5). Р. 371 – 374. https://doi.org/10.1130/G36440.1
  18. Judd A., Hovland M. Seabed Fluid Flow. The Impact on Geology, Biology, and the Marine Environment. Cambridge, 2007. 475 р.
  19. Müller S M. The German Central Graben (North Sea): Tectonostratigraphic evolution and hydrocarbon systems. Hannover: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität. Diss. 2023. IX, Р. 206. https://doi.org/10.15488/13228
  20. Panieri G., Fornari D.J., Serov P. et al. Gas Hydrate, Carbonate Crusts, and Chemosynthetic Organisms on a Vestnesa Ridge Pockmark - Preliminary Findings. Fire in the ice, 2015. № 15. P. 14 – 17.
  21. Plaza-Faverola A., Bünz S., Johnson J.E. et al. Role of tectonic stress in seepage evolution along the gas hydrate-charged Vestnesa Ridge, Fram Strait. Geophysical Research Letters, 2015. № 42 (3). Р. 733 – 742. https://doi.org/10.1002/2014gl062474
  22. Plaza-Faverola A, S. Bünz, and J. Mienert. Repeated fluid expulsion through sub-seabed chimneys offshore Norway in response to glacial cycle. Earth and Planetary Science Letters, 2011. № 305. Р. 297 – 308.
  23. Plaza-Faverola A, S. Bünz, and J. Mienert, Fluid distributions inferred from P-wave velocity and reflection seismic amplitude anomalies beneath the Nyegga pockmark field of the mid-Norwegian margin. Marine and Petroleum Geology, 2010. V. 27. № 1. Р. 46 – 60.
  24. Römer M, Blumenberg M, Heeschen K. et al. Seafloor Methane Seepage Related to Salt Diapirism in the Northwestern Part of the German North Sea. Front. Earth Sci., 2021. 9:556329. doi: 10.3389/feart.2021.556329
  25. Roy, S., Senger, K., Hovland, M., Römer, M., Braathen, A. Geological controls on shallow gas distribution and seafloor seepage in an Arctic fjord of Spitsbergen, Norway. Mar. Pet. Geol., 2019. V. 107. P. 237 – 254. http://dx.doi.org/10.1016/j.marpetgeo. 2019.05.021
  26. Ruppel, C. D., J. D. Kessler. The interaction of climate change and methane hydrates. Rev. Geophys, 2017. V. 55. P. 126 – 168. doi:10.1002/2016RG000534
  27. Serov P., Mattingsdal R., Winsborrow M. et al. Widespread natural methane and oil leakage from submarine Arctic reservoirs. Nature Communications, 2023. 14:1782. https://doi.org/10.1038/s41467-023-37514-9
  28. Shakhova N, Semiletov I, Salyuk A. et al. Extensive methane venting to the atmosphere from sediments of the East Siberian Arctic shelf. Science, 2010. V. 327. P. 1246.
  29. Smith A. J., Miener, J., Bunz S., & Greinert J. Thermogenic methane injection via bubble transport into the upper Arctic Ocean from the hydrate-charged Vestnesa Ridge, Svalbard. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2014. V. 15. P. 1945 – 1959. https://doi.org/10.1002/ 2013GC005179
  30. Waghorn Kate, Bünz S., Plaza-Faverola A. et al. 3D Seismic investigation of a gas hydrate and fluid flow system on an active mid-ocean ridge; Svyatogor Ridge, Fram Strait. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2018. P. V. 19 (8). P. 2325-2341. https://doi.org/10.1029/2018GC007482
  31. Weniger P., Blumenberg M., Berglar K. et al. Origin of near-surface hydrocarbon gases bound in northern Barents Sea sediments. Mar. Pet. Geol., 2018. V. 102. P. 455 – 476. http://dx.doi.org/10.1016/j.marpetgeo. 2018.12.036
  32. World Ocean review. Living with the oceans. The Arctic and Antarctic – Extreme, Clinically Crucial and in Crisis, 2019. P. 330. https://oceanliteracy.unesco.org/resource/world-ocean-review-6-the-arcti...
  33. Yakymchuk N.A., Korchagin I.N., Javadova A. Application of frequency-resonance methods of satellite images processing for hytrogen and living water accumulations searching within local areas in Europe. Conference Paper, WMSESS, September 2021. P. 1 – 10. 

PDF

Ukrainian