Океан пускает газы

С глубин океана поднимается в тысячу раз больше метана, чем считалось раньше

Количество метана в атмосфере и, соответственно, парниковый эффект возрастает и за счет работы кишечника коров, и за счет подъема природного газа со дна океана и его последующего испарения. Оказалось, что этот процесс переносит в тысячу раз больше метана, чем считалось ранее.

Вплоть до появления на нашей планете фотосинтезирующих организмов атмосфера была насыщена «драгоценным», по нынешним меркам, метаном, а вовсе не углекислым газом. Кислород быстро исправил ситуацию, превратив один парниковый газ в другой. Сейчас средняя концентрация природного газа в атмосфере составляет 1,8 ppm (частей на миллион), что в 200 раз меньше уровня диоксида углерода, однако «парниковая активность» метана примерно в 23 раза выше таковой для CO₂, что немного компенсирует эту разницу.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2925361",
    "incutNum": 1,
    "repl": "<1>:{{incut1()}}",
    "uid": "_uid_3219160_i_1"
}

В результате по своему вкладу в парниковый эффект метан все равно стоит на третьем месте после водяного пара и углекислого газа. И, в отличие от того же водяного пара, атмосферный уровень метана в значительной степени определяется антропогенным фактором — за последние 200 «индустриальных» лет он вырос в два раза, в то время как CO₂ — лишь на четверть.

Как показала Андреа Черутти из Медицинского колледжа имени Уэйлл — Корнуэлл и ее коллеги, природа тоже вносит свою посильную лепту:

пузырьки метана, поднимающиеся с глубин океана, доставляют в 10–1000 раз больше этого парникового газа, чем считалось ранее.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2675958",
    "incutNum": 2,
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3219160_i_2"
}

Одна из основных составляющих «человеческого фактора» — образование метана в изрядном количестве бактериями-метаногенами, обитающими в кишечнике. В нашем пищеварительном тракте они не встречаются, а вот одна корова в день кроме нескольких литров молока «дает» еще и 100 граммов горючего газа (но не вонючего — запах газа, прочно ассоциирующийся с утечкой газа из конфорки плиты, вызван не самим метаном, а специальными добавками).

Однако большая часть поступающего в атмосферу CH₄ запасена в недрах Земли: даже без специальной разработки месторождений этот газ постоянно «выходит» на поверхность в виде природного газа или в результате вулканизма. В последние 200 лет к нему присоединились рудничный и нефтяной, образующиеся при разработке угольных и нефтяных месторождений соответственно. Добавьте сюда периодические утечки, стабильный процент потерь при добыче углеводородов, образование газа при перегонке нефти, и двукратное возрастание концентрации CH₄ перестанет казаться такой уж запредельной величиной.

Пример постоянной природной утечки метана — мириады пузырьков, поднимающихся со дна океана, скрывающего запасы углеводородов.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2979026",
    "incutNum": 3,
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3219160_i_3"
}

Эти пузырьки, иногда покрытые тонкой маслянистой пленочкой, заметны даже на эхограммах. Впрочем, до сегодняшнего дня считалось, что если пузырьки начинают свое движение с глубины больше 200 метров, то большая часть метана попросту растворится и окислится кислородом океана. И хотя пузырьки все равно доходят до поверхности, в них уже не метан, а углекислый и другие газы.

Черутти и соавторы публикации в Nature Geoscience на примере Мексиканского залива доказали обратное.

Газа, поднимающегося с глубины 600 метров, достаточно, чтобы поддерживать концентрацию в поверхностном слое воды в тысячу раз больше, чем в атмосфере.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3218010",
    "incutNum": 4,
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3219160_i_4"
}

Тщательные глубинные замеры показали — от 80 до 99% метана действительно «теряются» на первом участке пути, когда пузырьки поднимаются до 350 метров. А вот последние 80 метров оказываются весьма насыщены газом. Ученые объясняют этот феномен интенсивным перемешиванием на глубинах от 300 до 100 метров и изменением свойств пузырьков в зависимости от диаметра. Чем больше радиус, тем меньше отношение «поверхности к объему», а следовательно, меньше скорость диффузии и обмена газами между содержимым пузырька и водой. То есть до поверхности метан доносят в основном большие пузырьки (больше 2,4 мм в диаметре).

Даже несмотря на перемешивание, уравнивающее концентрацию на глубинах от 100 до 300 метров, площадь покрытия каждого «месторождения пузырьков» достаточно небольшая — угол расхождения пузырьков не превышает 5,2 градуса.

В результате выброс метана с 1 кв. м поверхности океана варьирует от 300 до 10 500 микромоль, что по закону Авогадро при нормальном атмосферном давлении и 0^oC дает до 2 литров газа в сутки. Этого, конечно, не хватит и на отопление одного дома, но при произведении на количество месторождений получается вполне приличная величина.