Подпишитесь на оповещения
от Газеты.Ru
Дополнительно подписаться
на сообщения раздела СПОРТ
Отклонить
Подписаться
Получать сообщения
раздела Спорт

Арктический метан изменит климат

Вечная мерзлота оказывает негативное влияние на климат за счет выделения метана

Яна Хлюстова 25.11.2013, 16:34
Выделения метана из вечной мерзлоты арктического шельфа угрожают климату планеты unesco.org
Выделения метана из вечной мерзлоты арктического шельфа угрожают климату планеты

Коллектив под руководством российских ученых, в который вошли специалисты из ДВО РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова, изучил вечную мерзлоту арктического шельфа Восточной Сибири на предмет выделения метана в воду и атмосферу. Авторы исследования рассказали «Газете.Ru» о значимости работы для науки, а также поделились своими прогнозами относительно дальнейшего развития ситуации.

Вечная мерзлота — часть верхнего слоя земной коры, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Это явления глобального масштаба, площадь вечной мерзлоты занимает не менее 25% суши всего земного шара. Значительная часть современной мерзлоты унаследована от ледниковой эпохи и сейчас медленно тает. Тем не менее содержание льда в промерзлых породах может доходить до 90%.

В вечной мерзлоте могут образовываться залежи газовых гидратов (кристаллические соединения, формирующиеся из воды и газа при определенных условиях), в частности гидрата метана. После обнаружения их залежей в зоне вечной мерзлоты советскими учеными с 60-х годов ХХ века гидраты рассматриваются как потенциальный источник топлива.

Однако позже выяснилось, что газовые гидраты нестабильны при повышении температуры, поэтому в настоящее время они воспринимаются и как причины изменения климата.

Существует даже гипотеза о метангидратном ружье — теория о том, что растущая температура океана запустит процесс высвобождения метана из отложений гидрата метана. Так как сам метан является сильным парниковым газом, его выход в атмосферу приведет к повышению температуры и дальнейшему росту высвобождения еще больших его объемов. Этот процесс будет носить самоусиливающийся и неостановимый характер. Некоторые исследователи предполагают, что с высвобождением метана могли быть связаны такие события, как массовое пермское вымирание и позднепалеоценовый термальный максимум.

Коллектив российских, американских и шведских ученых под руководством Натальи Шаховой и Игоря Семилетова (Дальневосточное отделение РАН), а также при участии Владимира Тумского (МГУ им. М.В. Ломоносова) провел исследования вечной мерзлоты на арктическом шельфе Восточной Сибири (море Лаптевых), изучив количество выделяемого метана в разных частях арктического шельфа, а также влияние штормов на этот процесс. С результатами их новой работы можно ознакомиться в журнале Nature Geoscience.

Ученые использовали такие методы работы, как гидроакустические исследования и видеонаблюдение за потоками пузырьков метана, построение термодинамической модели (симулирование повышения температуры воды и ее влияния на выбросы метана), наблюдения за содержанием метана в воде и атмосфере до и после шторма, а также воспользовались информацией о температурном режиме морской воды и самой вечной мерзлоты за многолетний период.

Данные о температуре воды собирались 570 станциями с 1999 по 2012 год. Средняя температура составила чуть выше 0,5°C (летом — чуть выше 1°C). Температура вечной мерзлоты в море Лаптевых была определена при помощи бурения шахты глубиной 57 м в апреле 2011 года. В разных слоях мерзлоты температура варьируется от –1,8°C до 0°C. Содержание метана в воде и атмосфере до и после штормов фиксировалось в 2009 и 2010 годах.

Результаты работы показали: шторм не оказывает существенного влияния на содержание метана в воде и воздухе, лишь на время разгоняя его. Концентрация метана восстанавливается до прежнего уровня примерно через 36 часов после шторма.

Исследования же количества потоков пузырьков метана в водах моря Лаптевых показали: их поток примерно в десять раз больше, чем предполагалось ранее. На дистанции 2 тыс. км (при глубине воды от 6 до 24 м) ученые зафиксировали около 27 тыс. потоков пузырьков метана разной интенсивности.

Руководившие работой Наталья Шахова и Игорь Семилетов дали интервью «Газете.Ru», рассказав о значимости исследования и поделившись своими прогнозами на будущее.

— Скажите, наносят ли выбросы метана серьезный ущерб окружающей среде?
— Мы считаем, что влияние от увеличения выбросов метана в атмосферу может рассматриваться в двух аспектах: климатическом (за счет увеличения парникового эффекта и включая множество положительных и отрицательных обратных связей в климатической системе) и экологическом (за счет окисления части метана в водной толще до двуокиси углерода СО2, что приводит к дополнительному подкислению вод).

— Возможна ли борьба с подобными последствиями?
— Полагаем, что в настоящее время не существует эффективных методов борьбы с эффектами от выброса метана. Наверное, в этом направлении можно рассматривать начало добычи гидратного метана на шельфе моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря, но технологически и логистически это пока сделать сложно.

— Можете ли вы спрогнозировать дальнейшее развитие ситуации: будут ли выбросы метана усиливаться в ближайшем будущем?
— Безусловно, выбросы будут увеличиваться, поскольку они обусловлены современным состоянием подводной мерзлоты, которая в разных районах Восточно-Сибирского шельфа находится на разных стадиях деградации. На основании результатов, полученных в 2009–2010 годах, мы можем сказать, что ежегодные выбросы метана в атмосферу планеты по крайней мере в два раза больше (17 млн вместо 8 млн тонн) и что эти выбросы соизмеримы с выбросами метана из арктической тундры, которая считается одним из основных источников метана в атмосфере Северного полушария.

В настоящее время мы продолжаем обработку новых данных и подготовку совместных публикаций, которые позволят лучше понять и оценить масштабы происходящих и будущих выбросов метана, мощность которых определяется состоянием подводной мерзлоты. Она работает как барьер для дестабилизации колоссальных залежей гидратов метана.

Дестабилизация же может привести к выбросу метана в количестве, способном существенно изменить климат нашей планеты.

Игорь Семилетов подчеркивает, что спрогнозировать дальнейшее развитие ситуации возможно только с помощью принципиально новых данных, основанных на использовании комплекса наиболее современных биогеохимических, геофизических и геологических показателей. Такая работа выполняется междисциплинарной группой, включающей ведущих ученых из лаборатории арктических исследований Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН (Владивосток), лаборатории сейсмических исследований и лаборатории химии моря Института океанологии РАН (Москва), кафедры геокриологии геологического факультета МГУ (Москва), Института физики атмосферы РАН (Москва), Института мерзлотоведения СО РАН (Якутск), Геологического института РАН (Москва), а также при поддержке ученых из США, Швеции, Нидерландов, Великобритании.

Наталья Шахова добавила, что тема данного исследования волнует научное сообщество и публику во всем мире, однако, учитывая высокую стоимость работ, для достоверных прогнозов требуется объединение потенциала России и всех заинтересованных стран (G8–G20). А пока ученые выражают особую благодарность организациям, без поддержки которых исследования были бы невозможны, — Российскому фонду фундаментальных исследований, президиуму ДВО РАН, а также Национальному научному фонду США, НОАА, и Фонду Валленберга.