Įšalo kalnai – tai amžino įšalo sritys, kurios išsipučia, nes po paviršiumi kaupiasi skysčiai. Remiantis Rusijos mokslų akademijos Sibiro filialo (SBRAS) atliekamais tyrimais, šiuos iškilimus gali lemti dvi skirtingos „sistemos“: atvira ir uždara. Atviroje sistemoje po amžinuoju įšalu susikaupęs vanduo ir dujos juda ir pro plyšius išsiveržia į paviršių. Tačiau uždaroje sistemoje vanduo ir dujos įkalinamos kišenėje, kuri išsipučia ir didina spaudimą amžinajam įšalui.
Atvira sistema panaši į mokslininkų anksčiau šiais metais iškeltą idėją. Sausio 12 d. duomenų bazėje „EarthArXiv“ paskelbtoje išankstinėje apžvalgoje mokslininkai teigė, kad gamtinės dujos, judančios tarp uolienų ir virš jų esančio amžinojo įšalo, lemia tirpimą iš apačios. Dėl šio tirpimo amžinojo įšalo sluoksnyje susidaro kišenės, kuriose gali kauptis skysčiai, tačiau jos nėra visiškai apsaugotos nuo dujų, esančių po jomis ar paviršiuje. Kišenės didėja, nes į jas patenka vis daugiau dujų, todėl dar labiau tirpsta ir didėja slėgis, dėl ko žemė išsipučia.
Dujos daugiausia yra termogeninis metanas, kuris, tikėtina, nuolat susidaro kaip šalutinis produktas, kai organinės medžiagos įkaista. „Mes tai vadiname virtuve [ten apačioje], nes tai tarsi maisto gaminimas, kurio metu susidaro dujos“, – sako Oslo universiteto Norvegijoje aplinkos geomokslų profesorius ir pagrindinis apžvalgos autorius Helge Hellevangas.
Uždaroje sistemoje dujos ir vanduo atkeliauja iš uolienų gelmių. Pasak SBRAS tyrėjų, skysčiai kyla ir amžinojo įšalo viduje suformuoja kišenę, kurią „iš visų pusių supa įšalusios uolienos“, todėl ji neišsiveržia į išorę.
Nepaisant to, kad atviros ir uždaros sistemos skiriasi, niekas netrukdo vienai iš jų virsti kita, nes amžinasis įšalas evoliucionuoja, sako H. Hellevangas. Pasak jo, atvirai sistemai netgi gali tekti tapti uždara – kad galėtų susiformuoti krateris.
Mokslininkai vis dar tiksliai nežino, kaip susikaupia dujos, kad susidarytų įšalo kalnai – tačiau žino, kad kalnai gali savaime pratrūkti ir amžinojo įšalo sluoksnyje gali atsiverti didžiulės skylės. Vienas iš tokių pavyzdžių yra Jamalo krateris, kurio plotis – apie 20 m, o gylis – 50 m. Sraigtasparnio pilotas 2014 m. pastebėjo kraterį už 42 km nuo Bovanenkovo dujų telkinio Rusijos šiaurinėje Jamalo pusiasalio dalyje. Nuo to laiko mokslininkai užfiksavo dar septynis tokius milžiniškus kraterius Jamalo ir kaimyniniame Gydano pusiasaliuose.
SBRAS tyrėjai teigia, kad įšalo kalnai „sprogsta“ ir suformuoja kraterius, tačiau H. Hellevangas su tuo nesutinka. Sprogimams reikia uždegimo šaltinio – pavyzdžiui, didelio karščio ar elektros energijos – tačiau „labai sunku uždegti dujas esant minusinei temperatūrai“, sako jis. „Tai labiau panašu į išsiveržimą nei į sprogimą“, – aiškina mokslininkas.
Gali būti, kad atviros sistemos gali sukurti išsiveržimui būtiną slėgį, tačiau tam reikėtų labai mažo dujų srauto iš sistemos, pasakoja H. Hellevangas. Uždaros sistemos dažniau sukelia išsiveržimus, nes jose iš karto susidaro didesnis slėgis, teigia jis.
Abiejose sistemose gali padidėti išsiveržimo pavojus, nes temperatūra kyla ir tirpsta amžinasis įšalas. „Klimato kaita silpnina paviršių dėl atšilimo iš viršaus“, – teigia mokslininkas. Tam tikru momentu amžinasis įšalas taps toks plonas, kad neatlaikys apačioje esančių dujų kišenių slėgio, o tai gali sukelti išsiveržimus.
Staigūs dujų išsiveržimai kelia pavojų Jamalo ir Gydano pusiasaliuose gyvenantiems žmonėms ir infrastruktūrai – pavyzdžiui, dujotiekiams. Kitas didelis rūpestis, sako H. Hellevangas, yra tai, kad „jei amžinasis įšalas yra dangtis visam šiam didžiuliam metano kiekiui... tada šie krateriai ateityje taip pat gali tapti keliais dar didesniam metano nuotėkiui“. O tai gali paskatinti dar didesnį atšilimą, rašo „Live Science“.
