6.3.1 Научный проект «Газовые гидраты в глобальной конъюнктуре: потенциал для устойчивого развития общества и влияние на трансформацию климата»

Научное направление 6. Природно-климатические детерминанты устойчивого развития → Исследовательская программа 6.3 Газовые гидраты в глобальной конъюнктуре: потенциал для устойчивого развития общества и влияние на трансформацию климата

Период реализации проекта 

2020-2025

Связь научного проекта с тематикой человеческого потенциала

Изучению природно-ресурсного потенциала газовых гидратов и рисков, связанных с их освоением, придается приоритетное значение: специальные программы и планы по промышленному освоению газовых гидратов разработаны в США, Японии, Канаде, Индии, Китайской Народной Республике и ряде других стран. Этот интерес, прежде всего, обусловлен возможностью использовать газовые гидраты в качестве потенциального источника природного газа для удовлетворения потребностей экономики в энергоносителях. В контексте человеческого потенциала исследования в данной предметной области актуальны как в связи с рисками, связанными с антропогенной нагрузкой на окружающую среду, так и возможностями для устойчивого экономического роста, выступающего в качестве основного ресурса для развития человека.

Научный проект «Газовые гидраты в глобальной конъюнктуре: потенциал для устойчивого развития общества и влияние на трансформацию климата» направлен на разработку международной системы оценки, прогнозирования и информирования о рисках, связанных с выделением и залповыми выбросами метана в атмосферу, источником чего являются газовые гидраты, стабильность которых контролируется состоянием подводной мерзлоты.

Цель проекта:

Разработка системы мониторинга и управления рисками неконтролируемого природного выделения в атмосферу парниковых газов, источником которых являются шельфовые газовые гидраты и другие геологические резервуары (пулы) метана, а также количественная оценка их массированных выбросов

Задачи проекта:

1. Оценка потенциала и рисков использования арктических газовых гидратов для устойчивого развития общества, а также получение новых уникальных знаний о механизме деградации подводной мерзлоты
2. Оценка современной и ожидаемой эмиссии метана и других парниковых газов в атмосферу в результате дестабилизации газовых гидратов в контексте влияния на трансформацию климата
3. Создание банка данных о состоянии подводной мерзлоты в контексте выявления мест массированной разгрузки метана вследствие дестабилизации гидратов, что необходимо для обеспечения безопасности освоения ресурсов шельфа и эксплуатации Северного морского пути
4. Оценка негативного влияния гидратного метана и других парниковых газов, включая роль окисления растворенного метана до двуокиси углерода, на устойчивость экосистем и риски возникновения, опасных для жизни и здоровья населения природных явлений

Ключевые результаты

2020 г.

Расширен банк данных для оценки вклада эмиссии метана и других парниковых газов в атмосферу в результате дестабилизации газовых гидратов в контексте влияния на трансформацию климата, и данных о состоянии подводной мерзлоты в контексте выявления мест массированной разгрузки метана вследствие дестабилизации гидратов (для использования при разработке мер по повышению безопасности освоения ресурсов шельфа и эксплуатации Северного морского пути)

2021 г.

Выявлен масштаб эмиссии метана из ключевых областей массированной разгрузки, и оценены экологические последствия окисления растворенного метана до двуокиси углерода. По результатам натурных исследований в 2021 г. получена уникальная информация, позволившая существенно расширить базу комплексных биогеохимических, геофизических и геологических данных для оценки вклада эмиссии метана в атмосферу из-за дестабилизации газовых гидратов и уточнения роли прогрессирующей деградации подводной мерзлоты в масштабах эмиссии метана из донных отложений арктических морей России

2022 г.

Моделирование сценариев глубокой декарбонизации экономики России на базе модели TIMES - Russia показало, что выбросы парниковых газов можно сократить к 2050 году на 75-88 % от уровня 1990 года при росте ВВП на душу населения в три раза. Модельные оценки также показывают, что при самом жестком сценарии ежегодные расходы на декарбонизацию ключевых отраслей экономики России  достигают 12 млрд. долларов США  к 2030 году и 48 млрд. долларов США к 2050 г.  

На основе сценарных расчетов по модели TIMES - Russia была установлена приоритетность развития биоэнергетики для глубокой декарбонизации национальной экономики и огромные возможности для увеличения доли России на биоэнергетических рынках мира, что является важнейшим фактором устойчивого (в том числе зеленого) развития в условиях санкций и возрастающих геополитических рисков

Распределение температуры в донных осадках морей Восточной Арктики. Звездами отмечено положение крупных метановых сипов

2023 г.

Впервые в зимних условиях были выполнены и проанализированы закономерности пузырьковой разгрузки метана (наиболее мощного парникового газа) в мелководной части морей Восточной Арктики (МВА). Выявлено, что величина потоков метана из обширного мелководного шельфа МВА на порядки выше, чем из северных термокарстовых озер, которые рассматриваются Международной Панелью по Климатическим Изменениям (International Panel for Climate Change), как источник СН₄ глобального значения.

Карта Восточно-Сибирского арктического шельфа с выделенным желтым прямоугольником районом исследований (а); Карта района работ с указанием места естественного выброса пузырьков метана (красный пятиугольник) и поселка Тикси, где стартовала экспедиция (желтая звездочка) (b); Образец пузырьков, вмороженных в припай в районе выброса пузырьков метана (c). При таянии льда в атмосферу поступает метан из этого, неучтенного в международных климатических моделях, ледового источника.

Публикации

1. Доклад «Воздействие изменения климата на человеческий потенциал, экономику и экосистемы». Авторский коллектив: В.В. Виноградова, О.Б. Глезер, Р.Г. Грачева, А.Л. Дорина, А.Н. Золотокрылин, А.В. Котов, Н.К. Куричев, Б.А. Моргунов, В.Ю. Поташников, А.В. Птичников, Л.Н. Проскурякова, Г.В. Сафонов, Ю.А. Сафонова, А.А. Семакина, И.П. Семилетов, А.Г. Сизонов, А.В. Стеценко, Т.Б. Титкова, Н.Е. Шахова, А.В. Шелудков. Под редакцией Л.Н. Проскуряковой. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики». — М.: НИУ ВШЭ, 2021
2. Доклад «Устойчивое развитие в период пандемии: природные ресурсы, изменение климата и резилиентность территорий». Авторский коллектив: В. В. Виноградова, Р. Г. Грачева, А. Л. Дорина, А. В. Котов, Н. К. Куричев, Б. А. Моргунов, В. Ю. Поташников, Л. Н. Проскурякова, А. В. Птичников, Г. В. Сафонов, Ю. А. Сафонова, А. А. Семакина, И. П. Семилетов, А. Г. Сизонов, А. В. Стеценко, И. Д. Фролов, Е. А. Черенкова, Н. Е. Шахова. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики». — М.: НИУ ВШЭ, 2022.
3. Chernykh D. et al. (2023) First calibrated methane bubble wintertime observations in the Siberian Arctic seas: Selected results from the fast ice //Geosciences. – 2023. – Т. 13. – №. 8. – С. 228. doi
4. Chuvilin E. et al. (2023) Thermal Conductivity of Frozen and Unfrozen Gas-Saturated Soils //Geosciences. – 2023. – Т. 13. – №. 11. – С. 347. doi

РИД

Семилетов И.П. База данных «Данные, характеризующие многолетнюю изменчивость термохалинного режима водных масс в ключевых районах акватории Северного Морского пути». Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2023623141 от 18.09.2023 г.

Конференции

XXII Апрельская международная научная конференция по проблемам развития экономики и общества (Москва, Россия, 4-22 апреля 2021 г.):
- Специальный круглый стол «Устойчивое развитие в период пандемии: природные ресурсы, изменение климата и резилиентность территорий» (15/04/2021)

XXIII Ясинская (Апрельская) международная научная конференция по проблемам развития экономики и общества (Москва, Россия, 5-22 апреля 2022 г.):
- Специальный круглый стол «Устойчивое развитие в неустойчивое время - пора ли переформатировать планы» с представлением доклада «Устойчивое развитие в период пандемии: природные ресурсы, изменение климата и резилиентность территорий» (07/04/2022)

XXIV Ясинская (Апрельская) международная научная конференция по проблемам развития экономики и общества (Москва, Россия, 4-14 апреля 2023 г.):
- Специальный круглый стол «Роль возобновляемых природных ресурсов и источников энергии в устойчивом экономическом развитии государств-членов СНГ» (10/04/2023)