Страница 1 из 42
Знание-сила, 2002 № 12 (906)
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал
Издается с 1926 года
«ЗНАНИЕ – СИЛА» ЖУРНАЛ, КОТОРЫЙ УМНЫЕ ЛЮДИ ЧИТАЮТ УЖЕ 77 ЛЕТ!
Александр Волков
Метановое море. метановое небо
Извержение грязевого вулкана на острове Ява (Индонезия)
Само небо подсказывает тему, пишет имя ее на своем полотнище, «на каждом вздохе рассвета» (П. Элюар). Небо не синее, не лазурное, не звездное, не бездонное, а дымчатое – огромная посудина, в которую перетекают испарения Земли, ее гарь и чад. Содержание окиси углерода и озона становится темой новостей, и как, может быть, думаешь, провожая «год расшатавшейся погоды», через какое- то время темой новостей станет концентрация метана.
В последние годы этот «болотный газ» оказался в фокусе открытий. Ученых интересует, как он влияет на климат. Как попадает в атмосферу? Растет ли его атмосферное содержание по вине человека? Может ли метан со дна океанов подниматься на их поверхность? Обо всем этом – в выписках, сделанных в последние месяцы.
Начну с цифр. Сколько всего метана ежегодно попадает в атмосферу? Не менее 500 миллионов тонн. Причем повинны в этом прежде всего мы сами, наша манера хозяйствовать: две трети метана, поступающего в атмосферу, антропогенного происхождения. На протяжении XX столетия содержание метана в атмосфере практически удвоилось, а ведь это – третий по значению парниковый газ после водяного пара и углекислого газа.
Тут стоит упомянуть о результатах исследования немецкого ученого Дитера Клея, поскольку оно осталось малозамеченным: за последние 45 лет количество водяных паров в стратосфере по неясным пока причинам возросло на 75 процентов. Возможно, что повышение средней температуры планеты в данный период наполовину обусловлено именно этим явлением.
В отличие от стратосферных паров воздуха, происхождение метана тщательно исследовано. Метан выделяется при разработке нефтяных месторождений (100 миллионов тонн ежегодно) и возделывании риса (50 миллионов); метановыми пузырьками бурлят сточные воды (20); он улетучивается при сжигании отходов (30) и хранении их на свалках (30). Наконец, до 80 миллионов тонн метана ежегодно выделяют в атмосферу стада коров. Журнал «Знание – сила» уже отмечал, что «количество метана, выделяемого всем мировым поголовьем коров, сравнимо разве что с количеством выхлопных газов, выброшенных в атмосферу всеми автомобилями мира» (2001, № 6). Около 160 миллионов тонн метана образуется в результате естественных процессов, протекающих в природе, в основном в болотных топях и некоторых водоемах.
Так, совместная российско-бельгийская экспедиция, исследуя Байкал, обнаружила недавно четыре района в южной части озера, где выделяется метан. Очевидно, здесь происходит таяние запасов гидрата метана, сформировавшихся под высоким гидростатическим давлением (глубина исследованной части озера достигает 1400 метров). Этот процесс сопровождается выделением пузырьков газа. По оценке геологов, таяние началось ввиду заметного прогрева дна озера, вызванного притоком тепла из недр планеты.
Особую тревогу вызывает положение в северных широтах, где выделение метана преобладает над его потреблением. Еще в 1989 году на страницах нашего журнала (№ 7) член- корреспондент АН СССР Г. Заварзин отмечал, что «на Российскую Федерацию ложится совершенно особая ответственность», поскольку предполагаемые центры мощного образования метана лежат в основном в зонах мерзлоты в Сибири (а также в Канаде, на севере Европы). Чем сильнее будет прогреваться мерзлотный грунт, тем больше метана попадет в атмосферу. А ведь при глобальном потеплении именно в северных районах планеты изменения климата будут особенно велики («Знание – сила», 2002, № 7).
Сказанное уже подтверждается фактами, хотя на фоне событий «большого стиля» – наводнений в Причерноморье или Центральной Европе – эти факты не привлекают внимания. Так, никакой интерес СМИ не проявили к опубликованному этим летом докладу американского сенатора Теда Стеффенса. Между тем он сообщал, что за последние тридцать лет средние летние температуры в штате Аляска возросли на 2,8 градуса, а средние зимние температуры – на 5,6 градуса (!). Напомню, что, по самым смелым прогнозам, среднеглобальная температура Земли возрастет к 2100 году на 5,8 градусов.
«Стало, несомненно, теплее, – говорит Гленн Джадай, метеоролог из Аляскинского университета. – Положительных результатов потепления придется ждать еще долго, негативные видны уже сейчас». Площадь ледяного покрова у побережья Аляски, начиная с 1978 года, сократилась на 14 процентов. Дома в Фэрбенксе, стоявшие когда-то на мерзлотном грунте, теперь грозят рухнуть. Перемены замечаются в животном и растительном мире. Так, сосновая тайга на Аляске сейчас поражена короедами. Разумеется, подобные процессы затрагивают и наш, российский Крайний Север.
Особое внимание в последние годы ученые обращают на еще один важный природный источник метана – Мировой океан. Долгое время считалось, что пузырьки метана, поднимаясь со дна океанов, уже с глубины 300 – 600 метров не успевают всплыть к поверхности, они либо растворяются в воде, либо поглощаются бактериями. Однако наблюдения показали, что даже в тех районах океана, где глубина составляет 2,5 – 5 километров, эти пузырьки достигают атмосферы. Вот только метановая активность отдельных районов океана еще мало изучена, поэтому не стоит удивляться разбросу оценок, когда речь заходит о морском метане.
* На «метановой карте океана» белые пятна исчезают прямо на наших глазах. Так, исследовательница из ЮАР Скарла Уикс сообщила, что у берегов Намибии открыта обширная область выделения метана. Прежде там были известны лишь отдельные источники.
* Во многих районах океана – в Баренцевом, Балтийском и Северном морях, в норвежских фьордах и у побережья Намибии – обнаружены крупные скопления метана, залегающие прямо под морским дном. Там часто образуются кратеры диаметром от нескольких сантиметров до 25 метров. Оттуда вырывается метан. Возле этих источников возникают колонии микроорганизмов и трубчатых червей.
* Близ месторождений нефти встречаются грязевые вулканы. Вместо раскаленной лавы они извергают клубы газа (в том числе метан), воду и глинистую массу. На суше известно около 600 таких вулканов, кстати, 220 из них расположено в Азербайджане. Однако грязевые вулканы есть и на морском дне; пока они мало изучены, и нам остается ограничиться лишь упоминанием некоторых фактов.
В восточной части Средиземного моря отдельные участки дна усеяны плоско-выпуклыми холмами – грязевыми вулканами. В Северном Ледовитом океане известен подводный вулкан Хаакон Мосби. Его высота достигает двух километров. Каспийское море ежегодно выделяет до 200 тысяч тонн метана, причем в отдельные годы, когда грязевые вулканы проявляют особую активность, эта цифра заметно растет.
В последние столетия содержание метана в атмосфере постоянно растет
Метан выделяется в результате различных биологичесиихи геологических процессов
Откуда же в океанах берется метан? Он имеет разное происхождение. Я не случайно упомянул нефть. Вот уже сотни миллионов лет реки приносят в моря органические вещества – остатки растений и животных. Они опускаются на дно, образуя слои илистых отложений. Со временем эта органика превращается в месторождения нефти и природного газа, где один из основных компонентов – метан. Из недр земли он регулярно поднимается наверх.