Береговой «ледяной вулканизм» — не вулканизм в геологическом смысле. Речь о выходе газа и воды через ледяную корку с образованием конусов, валиков и отверстий, из которых наружу выбрасывается смесь крошеного льда, шуги и пузырящегося газа. Если источником служит данный метан, картина выглядит эффектно, но механизм у нее вполне земной: газ накапливается в осадках дна, поднимается вверх, упирается в лед и ищет слабое место для прорыва.
Откуда газ
Метан в придонных слоях появляется при разложении органического вещества без доступа кислорода. Такой процесс идет в иле, торфянистых отложениях, затопленных участках с остатками растений. Газ собирается в порах осадка и в виде пузырей поднимается к поверхности воды. Пока акватория открыта, он уходит в атмосферу почти незаметно. После ледостава путь перекрывает сплошная крышка.
Подо льдом газ не исчезает. Он скапливается в карманах, расширяет трещины, ослабляет нижнюю кромку льда, а местами образует полости. Если сверху лежит снег, он работает как теплоизоляция: лед под ним нарастает иначе, чем на продуваемых участках, и прочность покрова становится неоднородной. Для прорыва хватает зоны с меньшей толщиной, старой трещины, лунки, припайной кромки или перехода от чистого льда к снежно-ледяной массе.
Как возникает конус
Когда давление под ледяной коркой растет, газ вместе с водой и шугой выходит наружу через отверстие. После выброса жидкость быстро замерзает на морозе и вокруг канала нарастает валик. Новый импульс приносит следующую порцию смеси. Так слой за слоем формируется конус, похожий на миниатюрный вулкан. У вершины остаетсяя отверстие или короткий канал, через который продолжается выход газа.
На берегах такая форма заметнее по простой причине: мелководье быстрее промерзает, лед тем сильнее сцепление с грунтом, волна и сгонно-нагонные колебания воды деформируют покров, а донные осадки нередко богаты органикой. Если газ выходит в полосе прибоя, конус может нарастать рядом с торосами и снежными грядами, из-за чего происхождение объекта на глаз определить трудно. Внешне береговой ледяной конус иногда путают с наледью, хотя наледь возникает при выдавливании воды на поверхность и не связана с газовым факелом.
Что влияет на прорыв
Ключевых условий несколько. Нужен источник метана в донных отложениях. Нужен лед, который перекроет обычный выход пузырей. Нужна разница давлений, достаточная для вскрытия слабого участка. Влияет и погода. Резкое похолодание усиливает обмерзание выброшенной воды и быстрее наращивает стенки конуса. Оттепель, напротив, размывает форму и расширяет канал. Ветер и волна у кромки берега меняют нагрузку на лед и провоцируют новые трещины.
Я бы не преувеличивал роль самого газа как «взрывчатой силы» в бытовом смысле. В большинстве случаев речь идет не о детонации, а о сбросе давления через ледяную пробку. Опасность иная: лед в районе выхода газа тоньше, рыхлее, насыщен водой и изрезан пустотами. Снаружи площадка порой выглядит прочной, а под снегом скрывается ослабленный участок.
Для наблюдателя главный признак — локальная зона вздутого или надломленного льда, следы замерзших выбросов, отверстие с темной водой, цепочки пузырей под прозрачным льдом, желтоватый или серый налет осадка вокруг выхода. Если запах ощутим, он не всегда указывает на метан: у примесей из ила бывает сероводородный оттенок. Без приборов по одному запаху источник газа не определить.
С точки зрения новостей интерес к явлению понятен: форма необычная, кадры яркие, слово «вулкан» притягивает внимание. Но суть процесса лучше описывать точно. На берегу возникает не кратер из магмы, а ледяной конус над точкой разгрузки донного газа. Когда источником служит метан, конструкция растет за счет повторных выбросов воды, шуги и пузырей через ослабленный участок льда. Для зимнего водоема картина необычная лишь внешне, по механике перед нами следствие работы донных осадков, мороза, давления и трещин в ледяной корке.