Присмотреть за «пороховой бочкой»
О том, что природный газ может находиться в земной коре в твердом состоянии и образовывать при этом залежи, советские ученые объявили миру еще в 1969 году. Сегодня известно, что при разложении этой удивительной субстанции из одного ее объема выделяется как минимум 164 объема природного газа. Диссоциация газовых гидратов (именно такой термин используется специалистами) может происходить из-за потепления климата, понижения уровня моря, в результате антропогенных воздействий (т. е. деятельности человека). Взрывоподобные выбросы газа со дна в северных и дальневосточных морях, так называемые факелы, неоднократно описывали морские геологи из разных стран. О газовых гидратах как о потенциальном богатстве России и как о серьезной экологической проблеме корреспонденту «СПб ведомостей» Инессе ЮШКОВСКОЙ рассказал заместитель директора ВНИИ океангеологии, доктор геолого-минералогических наук, профессор Георгий ЧЕРКАШЕВ.
– Георгий Александрович, что мы сегодня знаем о газовых гидратах?
– Это соединение газа (на 99% – метан) и пресной воды, находящееся в твердом состоянии. Льдоподобное вещество заполняет поры и пустоты в осадках, формируя гидратные залежи.
ВНИИ океангеологии по праву может считаться основоположником российской гидратной школы. И сегодня наша лаборатория остается единственной в России, профессионально занимающейся геологией газовых гидратов. Она была основана в 80-х годах XX века двумя выдающимися учеными-подвижниками – Габриэлем Гинсбургом и Валерием Соловьевым. Их монография «Субмаринные газовые гидраты» до сих пор не потеряла своей актуальности, а сегодня руководит лабораторией их ученица Татьяна Матвеева.
Наши соотечественники В. Васильев, Ю. Макогон, Ф. Требин и А. Трофимук первыми в мире доказали, что «метановый лед» может формироваться в природных условиях и образовывать гидратные залежи – это открытие было официально зарегистрировано в 1969 году.
В 1980 – 1990-х специалистами ВНИИ океангеологии проводились экспедиционные исследования в Черном, Каспийском и Охотском морях. Мы изучали закономерности распространения, образования и значимость газовых гидратов. В этот период были сделаны важные выводы о том, что эти образования могут формировать скопления, сравнимые по ресурсам с месторождениями «нормальных» углеводородов. Сегодня накопленный опыт позволяет констатировать: ресурсы газовых гидратов на планете колоссальны. По самым скромным оценкам, они вдвое превышают количество газа в традиционных газовых месторождениях. А по мнению специалистов Института мировых ресурсов, объемы этого потенциального источника энергии на планете оцениваются приблизительно в 25 000 трлн кубометров (традиционные разведанные запасы газа – 147 трлн куб.).
– А другие страны?
– Прилично нас опередили. Япония, США, Корея, Индия, Китай, Канада занялись этой темой в 1990-е годы (позже нас), но движутся достаточно быстро. Канадцы вместе с японцами и американцами в начале 2000-х провели опытно-экспериментальную добычу, остальные сообщают о промысловых геофизических исследованиях в скважинах и отборе проб, а также первых результатах в разработке технологии добычи. На промышленную стадию эти страны планируют выйти примерно к 2020 году.
– Значит, технологии добычи уже существуют?
– Подходы к разработке гидратов у всех разные. Тут можно постепенно повышать температуру в слое, закачивая теплый раствор, или понижать давление, или вводить химически активные вещества-ингибиторы... Одна из методик разработана и в нашем институте, на нее есть патент. Это такой колокол, который опускается на дно, внутри него находится специальный механизм, разрушающий поверхностный слой осадков, содержащих гидраты, которые на контакте с придонной морской водой разлагаются на газ и воду. Газ по колоколу и далее по трубе поступает на судно, где его под давлением опять переводят в твердое состояние.
Но эта технология пока теоретическая, не испытанная на практике. Мы также разработали комплекс по поиску газовых гидратов, в который входит изучение поверхности дна с помощью эхолота и сонара, придонного слоя воды, фиксация зон разгрузки (тех самых газовых факелов), измерение теплового потока, газа, отбор проб и ряд других методов.
– То есть вернуть российское лидерство в этом направлении все же возможно?
– Дело не в лидерстве (хотя, конечно, обидно терять приоритет в исследованиях). Все наши предположения, гипотезы и расчеты давно пора уточнять и доказывать, переводя тему из прогнозных категорий в оценочные, из теории в практику.
Мы сумели в трудные для геологии десятилетия сохранить направление, и это очень важно. Сберегли лабораторию, редких специалистов, но они до сих пор перерабатывают преимущественно старый материал. У нас есть необходимая техника: зонды, гидролокаторы, эхолоты, пробоотборники, химическая лаборатория. Но нужны экспедиции, а это серьезные средства, которых у нас нет.
В России исследования газовых гидратов ведутся хаотично научными организациями в Москве, Петербурге, Новосибирске, Владивостоке, Иркутске. Этой темой понемногу занимаются Академия наук, газпромовский исследовательский институт ВНИИГАЗ, Минприроды в нашем лице... Но – каждый сам по себе, никакой координации. Нужны национальная программа по изучению газовых гидратов и ведомство, которое координировало бы работу. Если бы такая программа заработала, мы могли бы привлечь лучшие силы: океанологические институты во Владивостоке и Москве, целый ряд институтов Новосибирска, Иркутский лимнологический, коллег из Геленджика и Томска...
Нужна и международная кооперация – проблема-то глобальная, особенно в экологической ее части. Наши зарубежные коллеги с удовольствием поучаствовали бы в совместных экспедициях, ведь без нас они не имеют доступа к нашей территории.
– С какой стороны газовые гидраты важнее изучать сегодня – как ресурс или как глобальную экологическую опасность? Ведь они «тают», производя выбросы в атмосферу. Все эти факелы и пузыри в арктических морях – не отдаленное будущее, а сегодняшняя реальность...
– Ресурсную и экологическую стороны проблемы гидратов разделять нельзя. Они одинаково важны. И это один объект изучения.
Происходят ли под водой катастрофические процессы? Ответить на такой вопрос без наблюдений нельзя. Может быть, разложение газовых гидратов происходило и раньше, просто за этим никто не наблюдал? Может, это естественные процессы, и они нисколько не усиливаются? А может быть, действительно это серьезный повод для тревоги... Чтобы понять динамику процесса, нужен постоянный мониторинг, а у нас и разовых наблюдений не ведется. Нет ни одной донной станции, которая могла бы проследить за частотой и интенсивностью выбросов газа!
По заявлениям наших зарубежных коллег, количество зон разгрузки газов на дне становится больше. Все данные свидетельствуют о замкнутом цикле: увеличение температуры на Земле ведет к более активному разложению гидратов, при этом газа высвобождается в 160 – 200 раз больше, чем было твердого вещества, он попадает в придонные воды, оттуда в атмосферу – и это тот самый парниковый газ, который определяет потепление климата на Земле...
Кстати, одна из версий причин катастрофы в Мексиканском заливе – разложение газовых гидратов, потревоженных при бурении. Ведь высвобождение газа происходит очень быстро, часто в виде взрыва. Еще опасность: меняя свое агрегатное состояние, гидратные слои могут вызвать мощные оползни пород над ними, отсюда – цунами, землетрясения и другие катастрофические природные явления...
– Звучит пугающе.
– И все же пугаться раньше времени, то есть до получения точных научных данных, не стоит. Специалисты норвежского центра по изучению газовых гидратов (а он занимается в основном экологическими проблемами) внимательно изучают переходы «газ в гидрате – газ в воде – газ в атмосфере». Они действительно фиксируют очень серьезное содержание газа в осадках на дне и существенные аномалии в воде, которые при этом, как оказалось, редко доходят до границы «вода-атмосфера». В атмосфере же аномалий пока не фиксируется. Правда, это самое начало реализации программы, возможно, позже появятся и другие данные.
– Куда же может деваться высвободившийся из гидрата газ?
– Вероятно, он поглощается бактериями и придонной живностью, которая им питается. Так что «газового апокалипсиса» пока ждать не стоит. Но наблюдать за процессами, анализировать их нужно обязательно.
Эту и другие статьи вы можете обсудить и прокомментировать в нашей группе ВКонтакте
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 070 (5443) от 21.04.2015.
Комментарии