Вестник Кольского научного центра РАН. 2014, №4.

Применение сейсмоинфразвукового метода мониторинга природной среды для контроля. Следует обратить особое внимание на различие в ведущих факторах стабильности малоглубинных и глубоководных тел газогидратов. В Арктике малоглубинные тела газогидратов находятся в слое вечной мерзлоты в диапазоне температур от 0 до -10 oC при давлении от 1 до 25 бар. Как хорошо видно по фазовой диаграмме системы «вода-лед-газ-газогидрат» (рис. 5), при таких параметрах среды устойчивость газогидратов на линии равновесия ihg исключительно сильно зависит от вариаций давления - уменьшение его на 1-2 бара может спровоцировать самопроизвольное разложение газогидратов, при котором каждый кубометр «конденсированной» фазы будет продуцировать до 160 кубометров газа. Рис. 5. Фазовая диаграмма системы «вода (І)-лед (і)-метан (gj-газогидрат (h), по [21] С учетом этой особенности можно прогнозировать, что мелководные участки на границе речных дельт и морских заливов, на которых стабильность горизонта газогидратов в мерзлоте контролируется субвертикальным участком линии фазового равновесия ihg, с точки зрения промышленной безопасности следует относить к территориям с высокими рисками взрывоопасности. Здесь любое механическое воздействие на донный покров (миграция русла реки или подводного течения, прокладка судоходного канала через мелководный бар, углубление дна у портовых причалов и т.п.), приводящее к снижению статической нагрузки на близповерхностные тела газогидратов, может спровоцировать их саморазложение. Поскольку мерзлые породы обладают низкой газопроницаемостью, выделяющийся из газогидратов свободный газ будет формировать скопления с аномально повышенным пластовым давлением. При превышении предела прочности произойдут взрывные выбросы с формированием крупных кратеров на дне и гигантских пузырей метана в водной толще (см. рис. 1, 2). Взрывные процессы повышают сейсмичность дна, что в свою очередь ускоряет механическую деструкцию газогидратов даже в поле их термодинамической стабильности. При проявлении сильных сейсмических событий (соизмеримых по энерговыделению с ядерными взрывами) массовая деструкция газогидратов в донных осадках иногда приводит к возникновению на шельфе долгоживущих флюидодинамических систем, подобных гейзерным областям. В таких участках устанавливается специфический геодинамический режим с регулярной периодичностью слабых землетрясений [22, 23], а акватории над очаговой зоной землетрясений резко теряют рыбопродуктивность вследствие миграции рыбного населения за пределы области сейсмостресса [24]. На больших глубинах (при давлении более 30 бар и температуре выше 0 оС) стабильность газогидратов контролируется, главным образом, температурой (на рис. 5 критическая линия фазового равновесия lhg субпараллельна оси давления), и именно этим обстоятельством определяется медленная деструкция газогидратов при потеплении климата и плавном смещении ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 4/2014(19) 27