Генезис аномального таяния дрейфующего льда

В традиционной гидрометеорологии и физике льда при анализе и прогнозе развития прочности и сроков таяния ледового покрова учитываются только градусо-дни мороза и дрейф [Океанографические таблицы, 1940, 1975]. Однако имеются ситуации, когда лед не выдерживает расчетных нагрузок и аномально рано тает. Причина в метане и метанотрофных микроорганизмах, структурно и функционально специализированных на его использовании в качестве источника углерода и энергии [Гальченко, 2001; Леин, 2009]. Массовая дегазация метана происходит в заболоченных акваториях и при активизации землетрясений в местах скоплений углеводородов. Энергия, выделяющаяся при бактериальном окислении метана, превращает монолитный лед в пористый, не выдерживающий нагрузок. При торошении такого льда на его поверхности оказываются серые продукты метанотрофии способствующие инсоляционному таянию. Сейсмогенно взмученный, дегазационно поднятый к поверхности воды детрит, сокращая фотический слой, благоприятствует прогреву поверхностной воды. В результате, дрейфующий в сейсмогенных теплых разводьях лед ускоренно тает [Люшвин, 2010, 2013].
В богатом метаном арктическом регионе увеличение числа землетрясений за последние 30 лет в 3 раза обусловило утончение льда на треть, включая паковый, уход льда к сентябрю из восточносибирских морей [http://www.natice.noaa.gov/; http://www.ncedc.org/; http://www.ssmi.com/]. Ранее в сейсмоспокойные годы такие события казались невозможными [Максимов, 1975]. Инсоляции и торошения было не достаточно, чтобы растопить лед. Научное сообщество давало названия прибрежным ледовым массивам [Атлас биологического разнообразия морей и побережий Российской Арктики, 2011]. Однако, начиная с первого в мористой части Восточно-Сибирской Арктики сейсмоактивного 1989 г. и далее в сейсмоактивные годы, у очагов землетрясений и разломов земной коры стали образовываться длительные обширные стационарные разводья, сохраняющихся до октября. Иные разводья имеют синоптический характер.
Из сопоставления трендов развития дрейфующего арктического льда с температурой воздуха в целом в полярной атмосфере и отдельно на м. Барроу и в п. Тикси следует, что сокращение площади и толщины льда с 80-90-х годов XX века было на фоне потепления на 1÷2 ºС. Однако фрагментарные ледовые и тепловые аномалии не совпадали, тепловые запаздывали на несколько лет либо развивались в противофазе (тогда как сейсмическая активность была синхронна и синфазна с развитием дрейфующего арктического льда). Рост толщины ледового покрова в сейсмоспокойный рубеж 70÷80-х гг. XX века был на фоне отсутствия тренда к похолоданию (что пришло позже в 1982-1987 гг.) [http://www.ssmi.com/; http://www.aari.ru/; http://gaw.kishou.go.jp/]. Сокращение площади и толщины льда в 90-е годы XX века произошло при активизации землетрясений и отсутствия тренда к потеплению. Сейсмогенные метанотрофные процессы к началу XXI века привели к тому, что ни локальное охлаждение, ни спад числа землетрясений в 2009÷2011 гг. и 2013 г. немедленно не вернули паковый лед, не заморозили Арктику. Метана в регионе столько, что даже в условиях вечной мерзлоты январские прибрежные землетрясения 2007 г. сопровождались массовым поступлением метана в нижнюю тропосферу [ftp://ftp.gsras.ru/; ftp://l4ftl01.larc.nasa.gov/].
Для дрейфующего льда в Охотском море и у Антарктиды характерны аналогичные метанотрофные сейсмогенные разводья.
Ситуация игнорирования бактериального окисления метана сложилась на начальном этапе развития гидрометеорологии и гидробиологии, когда изучением скоплений метана занимались исключительно морские геологи. Средства дистанционного зондирования Земли были не развиты, землетрясения редки, распространение информации о них носило ведомственный характер. Вследствие этого и в настоящее время отсутствуют ссылки в нормативных документах на метанотрофное таяние льда. В пористом заснеженном льде «удобнее» все топить, чем кроме штатных измерений температуры среды и толщины льда наблюдать еще за прочностью льда, концентрацией метана и кислорода.
Можно ли использовать метанотрофное таяние в хозяйственных целях? Для предотвращения заторов льда в илистых водоемах следует за декаду до ледохода под лед начать закачивать атмосферный воздух (закрыв лунки снегом и льдом). В результате метанотрофии монолитный лед станет пористым, ослабленным и, крошась, пройдет узости.