Une équipe de chercheurs de Skoltech a publié une série de trois articles traitant de divers aspects de la façon dont le sel de l'eau de mer et d'autres sels pénètrent dans le sol gelé qui contient des hydrates de gaz - des cristaux ressemblant à de la glace composés d'eau et de gaz, principalement du méthane. Cette soi-disant migration de sel affecte la vitesse à laquelle le pergélisol fond à mesure que le réchauffement climatique progresse. La prise en compte de ce processus est donc nécessaire pour une modélisation précise du changement climatique. Les résultats de la recherche sont rapportés dans des articles datés du 27 juin et du 9 juillet dans la revue Geosciences , et dans l'article du 5 juillet dans Energy &Fuels .

"Les modèles mathématiques actuellement utilisés de la dégradation naturelle et humaine du pergélisol ont tendance à négliger la migration du sel", a commenté Evgeny Chuvilin, chercheur principal de Skoltech, chercheur principal du projet. "Cependant, l'apport naturel de sel océanique et les solutions chimiques utilisées dans le forage de puits abaissent la température à laquelle le pergélisol commence à fondre, accélérant sa dégradation. La migration du sel doit donc être prise en compte, et c'est précisément pourquoi nous l'étudions. dans les moindres détails."

L'un des trois articles examine comment la pression exercée sur le sol gelé pendant la migration du sel affecte la dégradation du pergélisol sans hydrates et saturé d'hydrates (les deux types contiennent également de la glace et de l'eau non gelée résiduelle). Des expériences avec un sol modèle, qui contrôlaient les autres facteurs ayant une incidence sur le transfert des ions de sel, ont indiqué que l'augmentation de la pression n'avait aucun effet significatif sur la migration du sel dans le pergélisol sans hydrate ni sur le taux de dégradation de celui-ci. Cependant, une fois le sol saturé en hydrates, leur présence affecte la diffusion des sels et ce pergélisol s'avère très sensible aux variations de pression. À savoir, l'abaissement de la pression a entraîné une migration plus rapide du sel, et l'augmentation de la pression a diminué le taux de transfert d'ions, ralentissant la décongélation.

Dans une autre étude, l'équipe a examiné trois autres facteurs affectant potentiellement le même processus :la température ambiante, la concentration en sel et la composition chimique du sel. L'expérience a montré qu'à des températures progressivement plus basses (seule la plage inférieure à zéro était considérée), la migration du sel était de plus en plus retardée. Alors que cet effet était généralement prévisible, c'est la première fois que son ampleur est estimée quantitativement sur des échantillons de sol gelé. De plus, à des concentrations de sel plus élevées, il a fallu moins de temps aux ions pour pénétrer dans le sol. En ce qui concerne la composition en sel, la migration était plus active pour les chlorures que pour les sulfures, et on a également observé un ralentissement dans la progression suivante, en commençant par le magnésium, l'ion métallique le plus "mobile", jusqu'au sodium, au calcium et enfin au potassium au plus lent. fin du spectre.

Enfin, la troisième recherche consistait à entourer l'échantillon cubique d'un certain nombre de capteurs de température pour détecter comment la distribution spatiale de la température dans le sol gelé a changé en raison de la migration du sel. Au fur et à mesure de l'expérience, un champ de température non uniforme est apparu. La raison en est que les régions où le sel a déjà pénétré commencent à dégeler plus tôt et que le dégel consomme de la chaleur. Cet effet est plusieurs fois plus prononcé pour le pergélisol saturé d'hydrates, qui a à voir avec la décomposition des hydrates de gaz sous la migration des sels. L'effet de refroidissement s'installe plus rapidement et le champ de température d'origine met plus de temps à se rétablir.

"Les résultats de notre modélisation expérimentale offrent une nouvelle perspective sur les processus impliqués dans la dissociation des hydrates de gaz intrapergélisol dans les conditions de migration du sel et la contribution de la migration du sel à la dégradation du pergélisol face au changement climatique sur Terre", a conclu Chuvilin. + Explorer plus loin

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