Geosciences Free Full-Text Înțelegerea sistemului Permafrost - Hydrate și a metanului asociat

Hărți ale Oceanului Arctic (AO) care evidențiază caracteristicile specifice ale raftului arctic est-siberian (ESAS): (a) Zonele prevăzute de depozite de hidrat peste AO, inclusiv ESAS superficial, prezentate în albastru (după [14]); (b) batimetria AO; culoarea roșie se referă la adâncimea 24]. După cum se vede din panouri, ESAS reprezintă o fracțiune majoră a platoului continental superficial AO.

full-text

Structură geologică și drap sedimentar pe ESAS. (a) Structuri geologice majore definite în ESAS; linia punctată roșie marcată cu b corespunde poziției transectului prezentat în panoul (b); linia roșie continuă marcată c corespunde pozițiilor transectelor prezentate în panoul (c). (b) Exemplu de structură și grosime a drapului sedimentar (peste vârfurile centrale - Laptev, jgheabul Omolonskiy și horstul Laptev est) și grosimea comparabilă a permafrostului și a hidraților asociați (inclusiv zona de stabilitate a hidraților, HSZ) prezentate ca punctate roșu și linii negre solide. (c) Exemplu de structură și grosime a drapului sedimentar (peste jgheaburile Belkovsky și Anisimov și masivul Kotel’nichevsky; alte exemple, precum și descrieri detaliate ale termenilor și legendelor utilizate pot fi găsite în [30]).

Un exemplu al diferenței în regimurile termice ale permafrostului terestru și submarin în zona de coastă a ESAS. (a) Poziția găurii efectuate în Delta Lena (Chay-Tumus) este marcată de un punct negru; un foraj în zona apropiată de țărm (Golful Buor-Khaya, forajul 1D-11) este marcat printr-un punct roșu. (b) Curba neagră arată temperaturile sedimentelor la orizonturi diferite ale nucleului sedimentului Chay-Tumus [38]; curba roșie arată temperaturile miezului sedimentului obținute în Golful Buor-Khaya. După cum se vede din panoul B, sedimentele din forajul 1D-11 sunt mult mai calde (de la -2 ° C la 0 ° C) decât sedimentele terestre Chay-Tumus (de la -8 ° C la -11,5 ° C), modificate de la [20 ].

Diagrama schematică care prezintă înțelegerea actuală a sistemului permafrost - hidrat submarin existent în ESAS. (a) Înainte de expunerea la atmosferă; (b) formarea permafrostului; (c) ESAS este scufundat; (d) hidrații destabilizatori permit eliberarea CH4; (e) creșterea emisiilor de CH4 de la ESAS în atmosferă. Explicații detaliate se găsesc în text.

Distribuția CH4 dizolvat în apa de suprafață a ESAS și a altor mări de nord/extrem-est colectate în 2004–2012 utilizând două tipuri diferite de eșantionare. Nivelurile de CH4 dizolvat măsurate permanent în apa de suprafață de-a lungul liniei navei în anumite mări în 2011 și 2012 sunt prezentate în diferite culori; maro - Marea Japoniei; albastru închis - Marea Okhotsk; portocaliu - Marea Bering; verde - Marea Chukchi; mov - Marea Barents; albastru deschis - Marea Siberiană de Est; galben - Marea Kara, roșu - Marea Laptev; umbra cenușie prezintă setul combinat de date obținut în apele de suprafață din mările Laptev și estul siberian în septembrie - octombrie 2004–2012 prin eșantionare folosind o sticlă Niskin (modificată după [75]).

Distribuția carbonului organic total (Corg) în sedimentele de suprafață vs. starea actuală a permafrostului submarin și a fluxurilor de CH4 de la fundul mării/suprafața mării în ESAS. (a) Procentul de Corg din sedimentele de suprafață peste raftul arctic est-siberian (ESAS); (b) ratele fluxurilor de CH4 observate în ESAS vs. rezultatele modelării permafrostului. Zonele marcate în corali reprezintă zone în care se prevede că permafrostul submarin prezintă cele mai avansate etape de degradare din cauza duratei inundațiilor; zonele marcate cu galben reprezintă zone de talikuri modelate care se dezvoltă din cauza factorilor geologici (defecte) și a efectului de încălzire al deversării râurilor; zonele marcate cu albastru reprezintă zonele în care permafrostul submarin rămâne probabil cel mai puțin dezintegrat. Culoarea gri arată terenul modificat din [21].

Creșterea suprafețelor de defecte polynyas (km 2) care alcătuiesc Marea Polynya siberiană observată pe parcursul a două decenii: ESZ - Eastern Severnaya Zemlya polynya, NT - Northeastern Taimyr polynya, T - Taimyr polynya, AL - Anabar Lena polynya, WNS - Western New Siberian polynya, NS - Noua polynya siberiană, după [83]. O zonă a zonelor umede siberiene este prezentată ca o linie punctată roșie [84].

Distribuția Corg în sedimentele de suprafață ale Oceanului Mondial (WO) (după [88]). Punctele albastre marchează poziția depozitelor de hidrat descoperite sau prezise.