hydrophysicsФундаментальная и прикладная гидрофизикаFundamental and Applied Hydrophysics2073-66732782-5221St. Petersburg Research Center of the Russian Academy of Scienceshydrophysics-844Research ArticleГИДРОАКУСТИКАHYDROACOUSTICSПузырьковые выходы газа на дне озера Байкал: эхолокационное наблюдение и оценка потока метана, связь этого потока с высотой газовых факеловBubble gas escapes from the bottom of Lake Baikal, dependence of gas flare height on methane fluxМакаровМ. М.MakarovM. M.

Иркутск

Irkutsk

mmmsoft@hlserver.lin.irk.ruМуякшинС. И.MuyakshinS. I.

г. Нижний Новгород

Nizhny Novgorod

КучерК. И.KucherK. M.

Иркутск

Irkutsk

АсламовИ. А.AslamovI. A.

Иркутск

Irkutsk

ГнатовскийР. Ю.GnatovskyR. Y.

Иркутск

Irkutsk

ГранинН. Г.GraniN. G.

Иркутск

Irkutsk

Лимнологический институт Сибирского отделения РАНРоссияLimnological Institute Siberian Branch of the RASRussian FederationНижегородский государственный университет им. Н. И. ЛобачевскогоРоссияLobachevsky State University of Nizhny NovgorodRussian Federation201618112022933241Copyright © Макаров М.М., Муякшин С.И., Кучер К.И., Асламов И.А., Гнатовский Р.Ю., Гранин Н.Г., 20222022Макаров М.М., Муякшин С.И., Кучер К.И., Асламов И.А., Гнатовский Р.Ю., Гранин Н.Г.Makarov M.M., Muyakshin S.I., Kucher K.M., Aslamov I.A., Gnatovsky R.Y., Grani N.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://hydrophysics.spbrc.ru/jour/article/view/844

Представлены результаты эхолокационных измерений потока газа из его пузырьковых выходов на дне озера Байкал, полученных в 2005—2014 г. Впервые выявлена связь между высотой струи всплывающих пузырьков газа и величиной потока метана. Анализ полученной зависимости показал, что все выходы газовые разделяются на три основных группы в зависимости от их глубины истечения: мелководные, промежуточные и глубоководные. Обсуждаются зарегистрированные факты извержения газовых выходов. Показано, что объем метана в первой порции выброшенного газа более чем на порядок больше, чем в среднем для стационарного режима истечения конкретного выхода газа. Диапазон изменения радиусов пузырьков во время извержения оценивался по скорости всплытия облаков пузырьков газа.

The paper summarizes the results of echolocation measurements of gas flux from the bubble gas escapes at the bottom of Lake Baikal, obtained in 2005—2014. For the first time the relationship between the height of the acoustic image of the rising bubbles jet and the corresponding methane flux was established. An analysis of this dependence shows that all gas flares are divided into three groups depending on their depth: shallow, intermediate and deep gas seeps. The results of unique observations of three events of gas eruption are discussed. It is shown that the methane flux in the first emissions was by more than an order of magnitude higher than the average, typical for the steady-state emission regime. The range of bubbles radii variation was estimated by ascent rate of bubbles clouds boundaries localized by depth.

выходы газовоценка потока метанагазовые гидратыозеро Байкалgas dischargemethane seepestimate of methane fluxgas hydratesLake BaikalWe would like to thank members of the Limnology Institute, especially M. A. Grachev, L. Z. Granina, A. A. Zhdanov, M. N. Shimaraev, V. Tsekhanovsky, N. G. Melnik, S. Alekhin and the crews of the R/V G. Yu. Vereshchagin and R/V G. Titov for their help. This work was supported by grant RFBR 16-35-00363 mol_a, and budget project VIII.76.1.5.ReferencesKvenvolden K. A. Gas hydrates — geological perspective and global change // Rev. Geophys. 1993. N. 31. P. 173—187.Kvenvolden K. A. Gas hydrates — geological perspective and global change // Rev. Geophys. 1993. N. 31. P. 173—187.Егоров В. Н., Артемов Ю. Г., Гулин С. Б. Метановые сипы в Черном море: средообразующая и экологическая роль / Под ред. Г. Г. Поликарпова. Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика», 2011. 405 c.Егоров В. Н., Артемов Ю. Г., Гулин С. Б. Метановые сипы в Черном море: средообразующая и экологическая роль / Под ред. Г. Г. Поликарпова. Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика», 2011. 405 c.Обжиров А. И. Газогеохимические поля придонного слоя морей и океанов. М.: Наука, 1993. 139 c.Обжиров А. И. Газогеохимические поля придонного слоя морей и океанов. М.: Наука, 1993. 139 c.Обжиров А. И. По следам 67-го рейса. URL: http://ankulikova.blogspot.ru/2014_07_01_archive.html (дата обращения: 20.05.2015).Обжиров А. И. По следам 67-го рейса. URL: http://ankulikova.blogspot.ru/2014_07_01_archive.html (дата обращения: 20.05.2015).Granin N. Gases escape from Baikal bottom sediments: analyses of historical records // Abstract Book VII International Conference on Gas in Marine Sediments and Natural Marine Hydrocarbon Seepage in the World Oceans With Applications to the Caspian Sea. 2002. P. 53—55.Granin N. Gases escape from Baikal bottom sediments: analyses of historical records // Abstract Book VII International Conference on Gas in Marine Sediments and Natural Marine Hydrocarbon Seepage in the World Oceans With Applications to the Caspian Sea. 2002. P. 53—55.Klerkx J. Methane hydrates in deep bottom sediments of Lake Baikal // Doklady Earth Sciences. 2003. N. 393. P. 1342—1346.Klerkx J. Methane hydrates in deep bottom sediments of Lake Baikal // Doklady Earth Sciences. 2003. N. 393. P. 1342—1346.Hutchinson D. Bottom simulating reflector in Lake Baikal // Eos Trans. AGU: Spring Meeting. 1991. N. 72. P. 307—308.Hutchinson D. Bottom simulating reflector in Lake Baikal // Eos Trans. AGU: Spring Meeting. 1991. N. 72. P. 307—308.Khlystov O. Gas hydrate of Lake Baikal: Discovery and varieties // Journal of Asian Earth Sciences. 2013. N. 62. P. 162—166.Khlystov O. Gas hydrate of Lake Baikal: Discovery and varieties // Journal of Asian Earth Sciences. 2013. N. 62. P. 162—166.Granin N. Gas seeps in Lake Baikal — detection, distribution, and implications for water column mixing // Geo-Marine Letters. 2010. N. 30. P. 399—409.Granin N. Gas seeps in Lake Baikal — detection, distribution, and implications for water column mixing // Geo-Marine Letters. 2010. N. 30. P. 399—409.Granin N. Estimation of methane fluxesfrom bottom sediments of Lake Baikal // Geo-Marine Letters. 2012. N. 32. P. 427—436.Granin N. Estimation of methane fluxesfrom bottom sediments of Lake Baikal // Geo-Marine Letters. 2012. N. 32. P. 427—436.Shimaraev M. Physical limnology of Lake Baikal: a review // Print N. 2. 1994.Shimaraev M. Physical limnology of Lake Baikal: a review // Print N. 2. 1994.Simrad руководство пользователя. URL: http://www.simrad.net/ek60_ref_english/default.htm (Date of access: 10.02.2015).Simrad руководство пользователя. URL: http://www.simrad.net/ek60_ref_english/default.htm (Date of access: 10.02.2015).Urick R. Principles of underwater sound, 3rd ed. New York: McGraw-Hill, 1983.Urick R. Principles of underwater sound, 3rd ed. New York: McGraw-Hill, 1983.Муякшин С. И., Заутер Э. Дистанционный акустический метод определения производительности подводного источника газовых пузырьков // Океанология. 2010. Т. 50, № 6. С. 1045—1051.Муякшин С. И., Заутер Э. Дистанционный акустический метод определения производительности подводного источника газовых пузырьков // Океанология. 2010. Т. 50, № 6. С. 1045—1051.Ishimaru A. Wave propagation and scattering in random media. New York: Press, 1997. 320 p.Ishimaru A. Wave propagation and scattering in random media. New York: Press, 1997. 320 p.Weber T. Acoustic estimates of methane gas flux from the seabed in a 6000 km 2 region in the Northern Gulf of Mexico // Geochem. Geophys. Geosyst. 2014. N. 15. P. 1911—1925.Weber T. Acoustic estimates of methane gas flux from the seabed in a 6000 km 2 region in the Northern Gulf of Mexico // Geochem. Geophys. Geosyst. 2014. N. 15. P. 1911—1925.Veloso M. A new methodology for quantifying bubble flow rates in deep water using splitbeamechosounders: Examples from the Arctic offshore NW-Svalbard // Limnol. Oceanogr. 2015.Veloso M. A new methodology for quantifying bubble flow rates in deep water using splitbeamechosounders: Examples from the Arctic offshore NW-Svalbard // Limnol. Oceanogr. 2015.Мельник Н. Г. Гидроакустический учет ресурсов байкальского омуля. Новосибирск: Наука, 2009. 243 с.Мельник Н. Г. Гидроакустический учет ресурсов байкальского омуля. Новосибирск: Наука, 2009. 243 с.McGinnis D. Fate of rising methane bubbles in stratified waters: How much methane reaches the atmosphere? // J. Geophys. Res. 2006. doi:10.1029/2005JC003183McGinnis D. Fate of rising methane bubbles in stratified waters: How much methane reaches the atmosphere? // J. Geophys. Res. 2006. doi:10.1029/2005JC003183Гончаров В. К., Клементьева Н. Ю. Моделирование динамики и условий звукорассеяния газовых пузырьков, всплываюших с больших глубин в море в районе нефтегазовых месторождений // Акуст. журнал. 1995. Т. 42, № 3. С. 371—377.Гончаров В. К., Клементьева Н. Ю. Моделирование динамики и условий звукорассеяния газовых пузырьков, всплываюших с больших глубин в море в районе нефтегазовых месторождений // Акуст. журнал. 1995. Т. 42, № 3. С. 371—377.Greinert J. Hydroacoustic experiments to establish a method for the determination of methane bubble fluxes at cold seeps // Geo-Mar Lett. 2004. N. 24. P. 75—85.Greinert J. Hydroacoustic experiments to establish a method for the determination of methane bubble fluxes at cold seeps // Geo-Mar Lett. 2004. N. 24. P. 75—85.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.