Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ДЕГАЗАЦИИ МЕРЗЛЫХ ОБРАЗЦОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАНА


https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-3-62-73

Полный текст:


Аннотация

Газовый состав мерзлых отложений на данный момент изучен недостаточно, хотя в последние годы этот вопрос неоднократно поднимался в контексте взаимосвязей глобальных изменений климата и криолитозоны, палеореконструкции условий былых геологических эпох и проблем при хозяйственном освоении мерзлых толщ. Значительную роль играет метан, содержание которого в породах изменяется в широком диапазоне и зависит от состава, свойств и генезиса пород. Для изучения газовой компоненты мерзлых пород большое значение имеет корректность процесса дегазации мерзлых образцов, так как из-за возможного смешивания с атмосферным воздухом состав газа может значительно искажаться. Другой проблемой является изменчивость газового состава в мерзлых образцах, обусловленная неоднородностью биогеохимических процессов и миграцией газов при промерзании. Статья посвящена сравнению двух наиболее распространенных и приспособленных для полевых работ методик дегазации мерзлых отложений с позиции изучения метана, как одного из наиболее исследуемых парниковых газов, — метода «хэдспейс» и метода «большого образца». Из трех случайно выбранных частей 36 монолитов производился сбор газа методом «хэдспейс», после чего весь оставшийся монолит дегазировался методом «большого образца». Оценены возможные неточности и сложности, возникающие при разных способах дегазации образцов. Сравнены полученные значения концентрации метана при дегазации различными способами образцов мерзлых пород. При рассмотрении небольших концентраций метана — меньше 100 мкл/кг — значения, получаемые обоими методами, сравнимы. При высоких концентрациях наблюдался большой разброс значений: средние значения, измеренные разными методами, отличались до 20 раз. Метод «хэдспейс» дает в среднем значения выше метода «большого образца». Скорее всего, это превышение также связано с большой неоднородностью распределения метана по толще, в результате чего метод «хэдспейс» может давать завышенные значения.


Об авторах

М. Ю. Чербунина
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия

Младший научный сотрудник кафедры геокриологии геологического факультета



Д. Г. Шмелев
АО Гипротрубопровод
Россия

Главный специалист отдела инженерной защиты трубопроводов от опасных геологических процессов, кандидат географических наук.

Москва



Л. А. Кривенок
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН; Институт лесоведения РАН
Россия

Младший научный сотрудник лаборатории математической экологии ИФА им. А.М. Обухова РАН; аспирант ИЛ РАН.

Москва, п/o Успенское, Московская область



Список литературы

1. Васильев, А.А., Стрелецкая, И.Д., Мельников, В.П., Облогов, Г.Е., 2015. Метан в подземных льдах и мерзлых четвертичных отложениях Западного Ямала. Доклады Академии наук, Том 465, № 5, c. 604–607.

2. Ваcильчук, Ю.К., 1992. Изотопно-киcлоpодный cоcтав подземныx льдов (опыт палеокpиологичеcкиx pеконcтpукций). PИО Моcоблупpполигpафиздата, М.

3. Демидов, Н.Э., Веркулич, С.Р., Занина, О.Г., Караевская, Е.С., Пушина, В., Ривкина, Е.М., Шмелев, Д.Г., 2013. Конечная морена и озерно-лагунные отложения в разрезе четвертичных отложений оазиса Холмы Ларсеманна, Восточная Антарктида. Арктика и Антарктика, № 3 (97), c. 79–90.

4. Краев, Г.Н., Шульце, Э.Д., Ривкина, Е.М., 2013. Криогенез как фактор распределения метана в горизонтах мерзлых пород.4. Доклады Академии наук, Том 451, № 6, c. 684–684.

5. Лейбман, М.О., Плеханов, А.В., 2014. Ямальская воронка газового выброса: результаты предварительного обследования. Холод’ОК, № 2, c. 9–14.

6. Ривкина, Е.М., Краев, Г.Н., Кривушин, К.В., Лауринавичюс, К.С., Федоров-Давыдов, Д.Г., Холодов, А.Л., Гиличинский, Д.А., 2006. Метан в вечномерзлых отложениях северо-восточного сектора Арктики. Криосфера Земли, Том 10, № 3, c. 23–41.

7. Романовский, Н.Н., 1977. Формирование полигонально-жильных структур. Наука, Новосибирск.

8. Савельев, Б.А., 1963. Методы изучения строения, состава и свойств льда. ВИНИТИ, М.

9. Томирдиаро, С.В., 1980. Лессово-ледовая формация Восточной Сибири в позднем плейстоцене и голоцене. Наука, М.

10. Чувилин, Е.М., Якушев, В.С., Перлова, Е.В., Кондаков, В.В., 1999. Газовая компонента толщ мерзлых пород в пределах Бованенковского газоконденсатного месторождения (полуостров Ямал). Доклады Академии наук, Том 369, № 4, c. 522–524.

11. Чувилин, Е.М., Перлова, Е.В., Якушев, В.С., 2005. Классификация газового компонента пород криолитозоны. Криосфера Земли, № 3, c. 73–76.

12. Шумский, П.А., 1960. К вопросу о происхождении жильного подземного льда, Труды Института мерзлотоведения АН СССР,12. Том 16, с. 81–98.

13. Якушев, В.С., 2009. Природный газ и газовые гидраты в криолитозоне. ВНИИГАЗ, М.

14. Alperin, M.J., Reeburgh, W.S., 1985. Inhibition experiments on anaerobic methane oxidation. Applied and Environmental Microbiology,14. Vol. 50, No. 4, pp. 940–945.

15. Anisimov, O.A., 2007. Potential feedback of thawing permafrost to the global climate system through methane emission. Environmental Research Letters, Vol. 2, Nо. 4, pp. 1–7.

16. Anthony, K.W., Daanen, R., Anthony, P., von Deimling, T.S., Ping, C.L., Chanton, J.P., Grosse, G., 2016. Methane emissions proportional to permafrost carbon thawed in Arctic lakes since the 1950s. Nature Geoscience, Vol. 9, No. 9, pp. 679–682.

17. Arkhangelov, A.A., Novgorodova E.V., 1991. Genesis of massive ice at ‘Ice Mountain’, Yenesei River, Western Siberia, according to results of gas analyses. Permafrost and Periglacial Processes, Vol. 2, No. 2, pp. 167–170.

18. Bridgham, S.D., 2017. Permafrost thaw: Methane origins. Nature Climate Change, Vol. 2, No. 7, pp. 477–478.

19. Brouchkov, A., Fukuda, M., 2002. Preliminary measurements on methane content in permafrost, Central Yakutia, and some experimental data. Permafrost and Periglacial Processes, Vol. 13, No. 3, pp. 187–197.

20. Cherbunina, M.Yu, Shmelev, D.G., Brouchkov, A.V., Kazancev, V.S., Argunov, R.N., 2018. Patterns of spatial methane distribution in the upper layers of permafrost in Central Yakutia. Moscow University Geology Bulletin, Vol. 73, No. 1, pp. 100–108.

21. Dallimore, S.R., Colett, T.S., 1995. Intrapermafrost gas hydrates from a deep core hole in the Mackenzie Delta, Northwest Territories,21. Canada. Geology, Vol. 23, No. 6, pp. 527–530.

22. Kraev, G., Schulze, E.D., Yurova, A., Kholodov, A., Chuvilin, E., Rivkina, E., 2017. Cryogenic Displacement and Accumulation of Biogenic Methane in Frozen Soils. Atmosphere, Vol. 8, No. 6, pp. 105.

23. Raynaud, D., Delmas, R., Ascencio, J.M., Legrand, M., 1982. Gas Extraction From Polar Ice Cores: A Critical Issue For Studying The Evolution of Atmospheric C02 and Ice-Sheet Surface Elevation. Annals of Glaciology, Vol. 3, No. 1, pp. 265–268.

24. Vogel, J., Schuur, E.A., Trucco, C., Lee, H., 2009. Response of CO2 exchange in a tussock tundra ecosystem to permafrost thaw and thermokarst development. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, Vol. 114, No. G4. DOI: 10.1029/2008JG000901.

25. Zhou, J., Tison, J.L., Carnat, G., Geilfus, N.X., Delille, B., 2014. Physical controls on the storage of methane in landfast sea ice. The Cryosphere, Vol. 8, No.3, pp. 1019–1029.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Чербунина М.Ю., Шмелев Д.Г., Кривенок Л.А. ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ДЕГАЗАЦИИ МЕРЗЛЫХ ОБРАЗЦОВ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕТАНА. Инженерная геология. 2018;13(3):62-73. https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-3-62-73

For citation: Cherbunina M.Y., Shmelev D.G., Krivenok L.A. THE EFFECT OF DEGASSING METHOD OF FROZEN SOILS ON THE TEST RESULTS OF METHANE CONCENTRATION. Engineering Geology World. 2018;13(3):62-73. (In Russ.) https://doi.org/10.25296/1993-5056-2018-13-3-62-73

Просмотров: 119

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-5056 (Print)
ISSN 2587-8247 (Online)