'둠스데이 싱크홀'이 자주 발생하는데, 누가 문제를 일으키고 있나요?

2020년 8월, 러시아 과학 아카데미의 텔레비전 제작진과 과학자 그룹이 야말 반도에서 헬리콥터 점검을 수행하던 중 원형 포트홀을 발견했습니다.

이러한 분화구가 발견된 것은 이번이 처음이 아니다. 2014년 7월 헬리콥터 조종사도 야말 반도 상공을 비행하던 중 거대한 원형 분화구를 발견했다고 한다. 구덩이는 직경이 약 80m이며 여러 대의 헬리콥터를 쉽게 수용할 수 있습니다.

이후 과학자들이 현장 조사를 위해 현장에 갔더니 실제로 분화구의 직경은 30m에 불과하고 깊이는 70m에 달하는 것을 발견했습니다. 며칠 후, 러시아 목동들은 이전의 거대 구덩이보다 규모는 훨씬 작지만 모양은 매우 유사하다는 두 개의 큰 구덩이를 더 발견했습니다.

현재까지 야말반도와 기단반도에서 발견된 거대한 깊은 구덩이는 모두 17개에 이른다.

진실을 모르는 사람들은 이를 '종말의 싱크홀'이라고 부릅니다. 이 이상한 현상은 어떻게 발생한 것일까요? 신비한 거대 ​​분화구는 인간이 만든 것인가, 아니면 천상의 현상인가?

2014년에 등장한 둥근 구덩이는 깔때기 모양으로 입이 크고 바닥이 작았는데, 마치 격렬한 불에 탄 것처럼 구멍 가장자리가 검은색이었다. 러시아 지질학자들은 조사를 실시한 결과 근처 대기의 메탄 함량이 일반 공기의 메탄 함량보다 훨씬 높아 9.6에 도달한다는 사실을 발견했습니다.

2017년 러시아 베일리섬 지하에서 발견된 7000개의 대형 기포 역시 지하에서 방출된 메탄과 이산화탄소 가스에 의해 발생했다.

이를 보면 지하 가스가 쌓여 과도한 압력을 받아 내부에서 폭발물이 분출되는 이른바 '둠스데이 싱크홀'이 발생하고 있음을 알 수 있다. 러시아에는 두꺼운 영구동토층이 넓은 지역이 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 영구동토층의 물은 얼음 형태로 존재하며, 얼음에는 다량의 천연가스 수화물이 포함되어 있습니다. 이러한 지하천연가스가 외부로 배출되는 현상이 계속 나타나고 있어 이곳의 영구동토층이 부분적으로 녹기 시작했음을 알 수 있다.

메탄은 가장 단순한 유기물질로 무색, 무취, 가연성이며 천연가스의 주성분이다. 오늘날 대기의 메탄 함량은 매우 낮지만, 지구 탄생 초기의 원래 대기에서는 메탄이 절대적으로 지배적이었습니다.

자연계의 메탄은 주로 메탄생성물질에 의해 생성됩니다. 메탄생성균은 혐기성 고세균의 일종으로 약 200종으로 빙하, 영구동토층, 습지, 늪, 호수, 툰드라 등 다양한 혐기성 환경에 널리 분포한다. 메탄생성균은 복잡한 유기물을 에너지원으로 사용할 수 없으며, 수소, 이산화탄소 등의 단순 물질만을 이용하여 생명 활동을 유지할 수 있습니다. 복잡한 대사 과정 후에 생성되는 유일한 생성물은 메탄 가스입니다.

1. 유전과 가스전은 메탄의 주요 발생원이다

독립적으로 형성된 가스전이든 유전 수반가스이든 그 주요 성분은 탄화수소가스, 즉 다양한 탄화수소 주로 메탄과 소량의 에탄, 프로판 및 기타 가스가 포함된 화합물입니다.

2. 탄광의 가스(석탄층메탄)의 주성분은 메탄이다

메탄은 석탄의 생성과 열화에 관여하는 가스로, 그 가스에 포함된 메탄가스가 탄광 개발 및 활용을 위한 중요한 자원이기도 합니다.

3. 바다는 메탄을 저장하는 중요한 장소입니다.

1934년 구소련 시베리아의 일부 천연가스 파이프라인이 유지보수 중에 오작동을 일으켰습니다. 얼음으로 막혔습니다. 얼음을 꺼냈더니 얼음이 녹으면서 거품이 생기는 것을 발견했는데, 더욱 놀라운 것은 이 거품에 불이 붙을 수 있다는 것이었습니다. 그래서 모두가 이 이상한 얼음 조각을 '가연성 얼음'이라고 불렀습니다. 가연성 얼음의 분자 구조에는 수많은 메탄 분자가 단단히 고정되어 있습니다. 이를 상온 및 압력에 놓으면 1입방미터의 가연성 얼음에서 164입방미터의 메탄 가스와 0.8입방미터의 메탄 가스가 방출됩니다. 물. 가연성 얼음 외에도 메탄은 해저에 기포 형태로 직접 방출됩니다.

4. 호수는 메탄가스를 방출할 수 있습니다

2009년 4월, 국제 우주 정거장의 우주비행사들이 하늘에서 지구를 내려다보았을 때, 그들은 호수의 얼음 위에서 두 개의 거대한 형성물을 발견했습니다. 러시아 바이칼 호수. 검은색 원은 지름이 4.4km가 넘는다(이 검은색 원의 위치는 매년 바뀌는데, 이 작은 변화는 위성을 통해서만 감지할 수 있다). 관련 측정자료에 따르면 검은색 원 중앙의 수온은 호수 주변의 다른 지역에 비해 약 0.5도 정도 높으며, 원형 구조물 가장자리의 얼음 두께는 바이칼 호수 겨울 얼음의 평균 두께보다 얇다. 이로부터 전문가들은 호수 바닥에서 솟아오르는 메탄가스가 따뜻한 호수 물에 소용돌이를 만들어 검은 원이 생긴 것이라고 결론 내렸다.

5. 동결된 토양에는 다량의 메탄이 포함되어 있습니다.

동결된 토양은 일반적으로 온도가 섭씨 0도 이하로 유지되는 얼음이 포함된 토양이나 암석층을 말합니다. 메탄.탄소 원소. 2008년에 과학자들은 미국과 캐나다 알래스카 북극권 지역의 139개 시험 장소를 선택하고 이 장소의 얼어붙은 토양에서 깊이 1미터의 토양에 있는 탄소 함량을 측정했습니다. 그 결과 토양 1평방미터당 평균 35kg의 탄소가 존재하는 것으로 나타났습니다. 이 계산에 따르면 북미 대륙 전체 북극권의 탄소 함량은 980억 톤에 달합니다. 이들 얼어붙은 토양의 탄소는 유기물과 메탄의 형태로 존재합니다.

6. 화산은 메탄을 배출합니다

2018년 5월 하와이의 킬라우에아 화산이 폭발했는데 사람들은 이상한 현상을 목격했습니다. 화염의 용암 균열에 파란색이 계속 나타나는 것입니다. 이 푸른 불꽃은 화산 폭발로 인한 메탄 가스가 연소되면서 발생합니다. 메탄은 용암에 "갇히게" 되면 폭발을 일으킬 수도 있습니다. 지구상에도 특별한 종류의 화산이 있는데, 이곳에서 분출하는 것은 고온의 뜨거운 마그마가 아니라 점토, 암석 잔해 등이 섞인 진흙이어서 '머드 화산'이라 불린다. 분출 과정에서 진흙 화산은 때때로 많은 양의 가스를 방출합니다. 가스의 구성은 석유 및 가스전에서 방출되는 천연 가스와 유사하며 메탄 함량은 75%를 초과할 수 있습니다.

7. 지하수와 온천은 메탄을 운반할 수 있습니다

우리나라 대만 관쯔링 북쪽 기슭에 유명한 물과 불천이 있습니다. 봄, 마치 물이 타는 것처럼. 지질학자들은 수이화천(Shuihuo Spring) 지하에 석유와 가스 자원이 있다는 것을 발견했습니다. 샘물이 기반암의 균열에서 분출되면 천연 가스도 함께 분출됩니다. 일단 점화되면 계속 연소될 수 있습니다.

8. 소, 양 및 기타 가축의 메탄 생성 능력은 무시할 수 없습니다.

소 및 양과 같은 반추 동물의 반추위(위 중 하나)에서 메탄 생성 물질이 생성됩니다. 메탄은 마초를 분해할 때 트림과 방귀를 통해 배출됩니다. 연구 데이터에 따르면 이들 가축이 배출하는 메탄가스의 총량은 전 세계 총 배출량의 약 5분의 1을 차지합니다.

메탄가스의 갑작스러운 방출은 인류에게 재앙을 초래할 수 있습니다. 가장 대표적인 것은 탄광가스 폭발과 가스분출(압력을 받고 있는 석탄체에서 갑자기 대량의 가스가 분출되는 현상을 말한다)이다. 메탄은 가연성이므로 공기 중의 가스 함량이 5·16이면 화재 시 폭발합니다. 탄층에서 가스가 갑자기 방출되면 폭발이 발생하지 않을 수도 있지만 질식을 일으킬 수 있습니다. 광부의 생명을 위협합니다.

메탄은 대기로 다량 누출되면 지구 온난화를 가속화하고 영구 동토층의 용해를 가속화하며 지질 구조를 파괴하는 온실가스입니다. 우리 모두는 물이 얼음으로 변할 때 그 양이 약 9배 증가한다는 것을 알고 있습니다. 암석의 균열에 물이 포함되면 물이 얼면서 암석의 균열이 팽창하고, 온도가 올라가면 녹은 물이 스며들어 균열을 계속 채우고, 다시 얼면 균열이 다시 벌어지는 식입니다. , 암석 붕괴를 유발하여 지질 재해의 진행 과정을 가속화합니다.

결과적으로 영구동토층이 녹으면서 메탄가스가 배출되는데, 이는 지구온난화를 더욱 악화시킬 것입니다.

2008년 연구에 따르면 러시아 시베리아 북극의 영구 동토층 지역에서 수백만 톤의 메탄이 누출되고 있으며, 일부 지역의 메탄 농도는 정상 수치의 100배 이상에 달합니다. 과학자들은 지상 및 공중 관측을 통해 150,000건 이상의 메탄 누출을 발견했습니다. 지구 온난화와 영구 동토층의 용해는 원인과 결과를 상호 강화하며 악순환을 만들어 지구 환경에 심각한 위협을 가하고 있습니다.

참고문헌:

[1] 지구과학사전 편집위원회(전문위원회 위원장 Cheng Yuqi 및 Wang Hongzhen), Huang Zongli 및 Zhang Liangbi 사전 편집. 지구 과학(기본 주제 편) [M], 베이징: Geological Press, 2006, 01.

[3] Yang Peng, He Jianfeng, Zhang Fang 외 극성 메탄생성 박테리아에 대한 연구 진행 [J] . Polar Research, 2016, 28(1): 145-151.

[4] 북극의 동결 토양의 탄소 함량은 예상을 크게 초과합니다.[N], 과학기술일보, 2008.08.28. p>

[5] 하와이 화산 폭발 메탄 가스 생성 및 푸른 불꽃 점화 [N], 중국 뉴스 네트워크, 2018.05.24

[6] 어유를 먹이면 젖소의 메탄 배출을 줄일 수 있습니다. [N], Science and Technology Daily, 2009, 04, 03.

[7]/METHAN

이 기사의 저자: Ma Zhifei는 선임 지질 탐사 엔지니어이며, 대중 과학 작가이자 『돌 이야기』 등의 저자이다.