Почему в сибирской тундре взрываются гигантские воронки

В 2014 году пилоты вертолёта обнаружили в ямальской тундре огромную воронку, края которой были усеяны выброшенным грунтом. С тех пор подобных воронок нашли от восьми до двух десятков, в зависимости от того, кто и как считает, и учёные продолжают спорить, что именно их создаёт. В 2024 и 2025 годах сразу две научные группы предложили новые объяснения, и они заметно отличаются друг от друга.

Фото: Sergey N. Buldovicz et al., CC BY 4.0, Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=144147874 (Ямальский кратер)

Первая воронка и версии, которые не подтвердились

Первую воронку, которую позже назвали Ямальским кратером, обнаружили в 2014 году пилоты вертолёта в Ямало-Ненецком автономном округе, в нескольких десятках километров от Бованенковского газового месторождения. Диаметр ямы, по разным оценкам, составлял от 30 до 70 метров, а глубина превышала 50 метров. Грунт вокруг лежал кольцом, что указывало на подземный взрыв. В ноябре 2014 года к воронке добралась экспедиция Российского центра освоения Арктики, и исследователи спустились внутрь.

Поначалу возникало множество предположений, от падения метеорита до обрушения подземного газового объекта. Но воронки появлялись и дальше. К февралю 2015 года в Западной Сибири нашли семь гигантских кратеров, часть из них оказалась на Ямале, часть на Гыданском полуострове, ещё одна недалеко от Таймыра. Рядом обнаружили и воронки поменьше. Число крупных воронок в разных публикациях называют по-разному, от восьми до примерно двадцати, и нет уверенности, что список полный.

Дело в том, что их легко не заметить. Воронки быстро заполняются водой и грязью и за год-два превращаются в обычные озёра. Практически все найденные кратеры обнаружили уже после взрыва, а не до него. Поэтому настоящее число таких образований, возможно, заметно больше известного.

Эркутинская воронка, которую успели изучить

Одним из редких случаев, когда учёные застали воронку свежей, стала Эркутинская. Её в июне 2017 года нашли сотрудники полярной станции Эркута в пойме реки Эркутаяха на Ямале, а биологи заметили вспучивание грунта и трещины ещё в июле 2016 года. Свежая воронка имела в поперечнике около 10 или 12 метров, а глубина, по неподтверждённой оценке, достигала 20 метров. В декабре 2017 года специалисты Сколтеха и их коллеги отобрали образцы мёрзлых пород, подземного льда и воды, а примерно полгода спустя провели съёмку с дрона. К лету 2018 года воронка почти целиком заполнилась водой.

Исследование возглавил Евгений Чувилин из Сколтеха, результаты опубликованы в журнале Geosciences в 2020 году. Анализ подземного льда показал низкие значения изотопа углерода в метане (около минус 72 промилле), типичные для биогенного газа, а присутствие этана и пропана указывало, что в смеси есть и газ из более глубоких слоёв, то есть термогенного происхождения.

Команда предложила такую модель. Воронка возникла на месте высохшего озера. Под озером находился талик, то есть талый участок грунта. После исчезновения озера талик стал промерзать со всех сторон, и давление в нём росло, а к газу добавлялся глубинный, поднимавшийся по разломам, пока не произошёл взрывной выброс. В этом случае вспучивание грунта заметили примерно за год до взрыва.

Версия с солёными подземными озёрами

В 2024 году в журнале Geophysical Research Letters вышла работа Аны Моргаду и её коллег из Кембриджского университета и Высшего совета по научным исследованиям Испании. Механизм там связан с криопэгами, слоями очень солёной воды в мерзлоте, которые остаются жидкими. Когда климат теплеет, верхний слой оттаивает, и талая вода за счёт осмоса попадает в криопэг. Под ним, под высоким давлением, находится метан в твёрдом виде, в составе газовых гидратов.

Криопэг расширяется и растрескивает вышележащую мерзлоту. Когда трещины достигают поверхности, давление на глубине резко падает, гидраты разрушаются, метан высвобождается почти мгновенно, и происходит взрыв. По мнению авторов, на накопление нужных условий могут уходить десятилетия, а одного потепления для взрыва недостаточно. Метан при этом сам является парниковым газом, и его выброс может усиливать потепление.

Газ и тепло из глубины: гипотеза 2025 года

В 2025 году в журнале Science of The Total Environment вышла статья исследователя Хельге Хелльеванга из Университета Осло с коллегами под названием «Формирование гигантских сибирских газовыбросных кратеров». Авторы предложили концептуальную модель. Из недр поднимаются газ и тепло, мёрзлая «крышка» становится тоньше, газ накапливается под ней, а давление растёт. Потепление климата косвенно помогает запустить процесс, и в конце концов давление вызывает взрывной выброс, который оставляет воронку.

Ключевых условий два. Во-первых, под Ямалом и Гыданом существует тепловая аномалия, а во-вторых, этот район лежит над месторождениями ископаемого топлива и расположен там, где газ активно образуется и просачивается вверх. Мерзлота на севере Сибири может достигать 500 метров, тогда как на Аляске и в Северной Канаде её толщина часто составляет от нескольких десятков до примерно 100 метров, а воронки такого типа нашли в основном на Ямале и Гыдане.

Эти воронки очень похожи на вулкан, только вместо лавы извергаются газ, вода, лёд и осадки.

Так описал суть процесса сам Хелльеванг. По его словам, воронки теоретически могут образовываться и в других местах, но лишь там, где есть связь с генерацией природного газа. Глубина крупнейшей воронки превышает 50 метров. Хелльеванг подчёркивает, что воронки потенциально могут возникать и в других местах, но нужна связь с накоплением природного газа под сплошной мерзлотой.

Чем это грозит

Сами по себе взрывы вряд ли заметно изменят климат планеты. Хелльеванг считает, что главный вопрос в другом: утечка накопленного газа может стать важным дополнительным источником парниковых газов. Эта оценка осторожная, и её нельзя превращать в сенсацию.

Куда более ощутима практическая угроза. Воронки могут появляться вблизи газовой инфраструктуры и поселений, поэтому за ними следят. Тысячи похожих образований найдены и на дне Карского моря. Это потенциальные риски, а не зафиксированные аварии.

Пока учёные сходятся в одном: ни одно объяснение не снимает всех вопросов. Во всех моделях ключевую роль играют газ под мёрзлой «крышкой» и рост давления, а различаются они тем, откуда берётся газ и что запускает взрыв. Чтобы понять, где и когда прогремит следующий взрыв, нужны регулярные наблюдения за подъёмом грунта, ведь в случае Эркутинской воронки земля вздулась заметным бугром примерно за год до выброса.