Чтение онлайн

МЕТАН НЕ ДОЛЖЕН ВЫРВАТЬСЯ НА СВОБОДУ!

Основные газообразные компоненты, активно поглощающие инфракрасное излучение и поэтому официально ответственные за парниковый эффект [120] , – водяной пар, углекислый газ, озон, метан, окислы азота.

Кроме того, в этом же обвиняют фреоны (хлорфторуглероды), чьим основным вредным эффектом сейчас считается повреждение озонового слоя в верхних слоях атмосферы [121] . Ради защиты озона производство фреонов практически прекращено, так что их влиянием на климат можно пренебречь.

Основное абсолютное поглощение обеспечивает водяной пар. Самый же крупный вклад в наблюдаемый парниковый эффект вносит углекислый газ, чья концентрация в последние десятилетия быстро растёт с развитием транспорта и энергетики. Но водяной пар и углекислоту быстро догоняет по влиянию третий газ – метан.

Роль метана в парниковом эффекте явно недооценивалась до начала третьего тысячелетия. А ведь этот газ очень лёгок и поэтому с земной поверхности быстро попадает на границу тропосферы и стратосферы, где конвекция затухает и поэтому проходят основные процессы, связанные с переизлучением. Мало того, он поглощает – в расчёте на каждую молекулу – в два десятка раз больше инфракрасных лучей, чем углекислота. Поэтому, несмотря на малость концентрации в атмосфере, весьма значим. Наконец, на высоте 15–20 км солнечные лучи резко ускоряют его окисление. Это не только наращивает концентрацию воды и углекислоты, но и поглощает кислород, и разрушает молекулы озона. Углекислый газ, возникающий из метана в верхних слоях тропосферы, медленно опускается к земной поверхности. Таким образом, чем больше метана попадает в атмосферу, тем больше в ней образуется углекислоты. Все эти эффекты у нас подробно исследует и популяризирует Николай Александрович Ясаманов – доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры экологии и наук о Земле Международного университета «Дубна», главный научный сотрудник Музея землеведения МГУ им. Михаила Васильевича Ломоносова.

Сколько же в природе метана и откуда он поступает в атмосферу? Точно подсчитать его выделение нелегко. Но можно выделить природные и антропогенные его источники и оценить их мощность.

Метан образуется в болотах при гниении органики. Недаром его ещё называют болотным газом. Поступает он в атмосферу и из обширных мангровых зарослей, широкой полосой протянувшихся на низменных приморских равнинах в тропических областях (от 5° с. ш. до 10° ю. ш.). Кроме того, метан выделяется из зон тектонических разломов – как на суше, так и на дне океана. Особенно много его выходит вдоль рифтовых впадин срединно-океанических хребтов, в областях столкновения литосферных плит, где происходят активные вулканические подводные извержения, и на шельфе, где накапливается и преобразуется органическое вещество. Вытекает метан и из возникающих при землетрясениях трещин и разломов в районах скопления нефти и газоконденсатов, месторождений бурого и каменного угля, горючих сланцев и вообще толщ осадочных пород, богатых органикой.

Антропогенные выбросы метана возникают прежде всего при разведке и добыче полезных ископаемых, их транспортировке и переработке, при неполном сгорании минерального топлива в двигателях внутреннего сгорания и тепловых электростанциях, в сельском хозяйстве (особенно на рисовых полях и животноводческих фермах).

По оценкам, естественные и антропогенные выбросы составляют примерно 70% и 30%. Но естественные процессы практически неизменны, а человеческая активность – и связанный с ней выброс – стремительно растёт.

В частности, большой вклад в энергетику планеты вносят гидроэлектростанции – причём не только крупные, но и многочисленные малые плотины. Но завихрение водяного потока выпускает в воздух растворённый в воде метан. Его вырабатывают бактерии на дне рек и озёр – в тех местах, где есть органика, но мало кислорода. Понятно, количество метана в воде может сильно варьироваться в зависимости от местных условий (растительности в воде, её температуры, формы бассейна, глубины и многих других параметров). Но, скажем, в водоёмах тропических районов Бразилии выработка эта очень значительна.

Правда, речной метан имеет биологическое происхождение, и углекислый газ, получающийся при его сжигании – фактически тот же газ, что ранее забрали из атмосферы растения. Так что баланс этого парникового газа даже не нарушается. Но от этого не становится менее значим собственный вклад метана, выделяемого на ГЭС, в парниковый эффект. Специалисты подсчитали: большие плотины ГЭС во всем мире ежегодно выбрасывают метан, эквивалентный по парниковому эффекту приблизительно 800 миллионам тонн углекислого газа. Это значительно больше, чем, к примеру, годовой выброс СO2 такой крупной промышленно развитой страны, как Великобритания.

Метановыделяющие бактерии весьма обильны не только в водоёмах, но и в пищеварительном тракте жвачных животных. Они разлагают целлюлозу, содержащуюся в растительной пище, на компоненты, усваиваемые животными. В числе побочных продуктов разложения – метан. При некоторых расстройствах пищеварения корову буквально раздувает, как воздушный шарик [122] .

По оценкам аргентинских учёных, каждая корова ежесуточно производит 800–1000 литров метана: за год это столько же парникового газа, сколько образуется при сгорании четырёх железнодорожных цистерн бензина. Другие учёные скромнее – полагают, что выделяется 100–500 литров в сутки. Но аргентинцам виднее. Страна издавна входит в число крупнейших в мире производителей говядины. Сейчас в Аргентине более 55 миллионов коров. Выделяемый ими метан составляет более 30% всех парниковых газов в стране.

Чтобы узнать, как на коровьи выбросы метана влияет «диета» и другие факторы, учёные прицепили на спину десяти животным резервуары. На основе результатов эксперимента учёные намерены скорректировать рацион коров. Есть, к примеру, мнение: перевод их с обычных луговых трав на клевер и люцерну позволяет сократить выбросы метана на 25%.

Предлагается даже привязать на коровьи спины огромные пластиковые цистерны – в них и поступает весь газ, выделяемый животными. Единственный минус этого «замечательного» изобретения – оно, конечно, не может спасти воздух от промышленных и прочих антропогенных выбросов, многократно превышающих воздействие всего мирового жвачного поголовья. Так что вряд ли удастся победить глобальное потепление при помощи коровьих газоотводных трубок. И если такой курьёзной малости уделяется столь пристальное внимание – тем больше оснований всерьёз отнестись к несравненно более масштабным (и, к сожалению, куда сложнее решаемым) проблемам.

Темп глобального потепления может резко увеличиться и из-за быстрого таяния вечной мерзлоты в Западной Сибири. Такой прогноз дают климатологи, лет пять назад исследовавшие этот регион.

Зона вечной мерзлоты в России занимает территорию, сравнимую с площадью вместе взятых Германии и Франции. Величайшее в мире торфяное болото замёрзло 11 000 лет назад – в конце последнего ледникового периода. Теперь, по словам учёных, мерзлота впервые с момента образования начала активно таять. Процесс ускорился несколько лет назад – как раз на рубеже тысячелетий. Журнал New Scientist сообщает[123]: открытие сделали проректор по международным связям Томского Государственного Университета Сергей Кирпотин и Джудит Маркан из Оксфордского университета.

Учёные опасаются: в процессе таяния болото может выбросить в атмосферу миллиарды тонн метана. А он, как отмечено выше, даёт парниковый эффект и влияет на атмосферу в двадцать раз сильнее, чем углекислый газ. По данным гидролога Ларри Смита из Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе, западносибирские торфяники могут содержать около 70 миллиардов тонн метана, что составляет четверть общего объёма этого газа на планете.

Разбалансировка климата может быть просто катастрофическая: ключевые общепланетные механизмы входят в цикл положительной обратной связи.

Впервые об этой угрозе специалисты заявили, когда были открыты так называемые tipping points – места, где накапливается углерод из атмосферы. При небольшом увеличении температуры Земли они могут начать выделять этот газ, что вызовет значительное повышение глобальных температур.

В ходе исследований Кирпотин и Маркан обнаружили: пустынный замёрзший торфяник превращается в пересечённый ландшафт из грязи и озёр, причём некоторые из них достигают километра в поперечнике. По словам Кирпотина, эту ситуацию можно назвать экологическим обвалом, вызванным потеплением климата и необратимым.