Loading

Щотижня співробітники лабораторії Землі в Боулдері (це в Колорадо) отримують десятки нових проб повітря з різних куточків світу. Їх завдання – вести глобальний каталог, контролювати якість повітря і визначати, який хімічний склад зразків. Маючи в своєму розпорядженні детекторами, хроматографами, програмним забезпеченням, вони оцінюють зміст метала, азотних оксидів і вуглекислого газу.

Про що йде мова?

Завдання працівників – відслідковувати зміну хімічного складу атмосфери. Вони отримують зразки з різних куточків світу: від полюсів до екватора. Проби беруться добровольцями, екіпажами літаків. Уже понад 40 років проводяться лабораторні дослідження, що дозволяють визначити вплив парникових газів.

Результати показують, що з 1983-го кількість метану в повітрі неухильно зростає. Була шестирічна пауза на початку тисячоліття, але з 2007-го зафіксовано глобальне різка зміна. З тих пір концентрація речовини неухильно зростає. Причини цього невідомі. Люди навіть не припускали, що таке трапиться. Крива зростання настільки крута, що це здається неможливим.

Чим більше метану навколо нас, тим важливіше швидше з’ясувати причини і методи боротьби. За два десятиліття метан зберігав в атмосфері більше тепла, ніж вуглекислий газ, приблизно в 86 разів. Сьогодні на його частку припадає чверть ефекту потепління. Якщо вміст азотних оксидів і вуглекислого газу небезпечні, але передбачувані, метан і раніше неможливо прогнозувати.

Метан і клімат

Чому цього газу навколо так багато? Тисячоліттями людство генерує речовина, культивуючи землю, займаючись тваринництвом, вирощуючи рис. Повітряні бульбашки в крижаних ядрах повідомляють, що концентрація метану стала втричі більше. Газ зберігається в атмосфері близько десятиліття, тому він – важіль швидкого зміни клімату. Як його використовувати? Вчені пропонують різноманітні гіпотези, але їх занадто багато. Майже будь-яка наша діяльність впливає на вміст метану. Люди відповідальні за 60% викидів газу. Він виходить з перегниває на звалищах, з свинячого гною і полів рису. Джерела метану – відкриті пласти вугілля, тварини, нафтопромисловість, газові свердловини, насосні станції, трубопроводи.

І не тільки

Близько третини всіх викидів метану – болота і водні угіддя планети. Газ виливає термітами, з’являється в повітрі через пожежі і відтавання вічної мерзлоти.

Вміст метану – основний фактор, який робить неможливим точно розрахувати вуглецевий бюджет планети. Ретельні і точні вимірювання показали, що в атмосфері на мільярд повітряних молекул припадає 1 850 молекул метану. У доіндустріальну епоху показник був лише близько 700 молекул. З’ясувати, як і чому це відбувається, життєво необхідно. Планета як і раніше нагрівається, а значить, потрібно зрозуміти цей механізм. Викиди метану збільшують температурні зміни і призводять до посилення змін гідрологічних циклів. Якщо не вдасться усвідомити, як це працює, можна буде передбачити майбутнє планети.

Чи можна розібратися?

Вчені потребують пояснення, яке визначить причину зростання концентрації метану в останні 40 років, пояснить паузу того процесу і різкий стрибок 2007 року. Є три найбільш перспективних пояснення. Можливо, винні мікроби, що живуть у воді, болотах. Сюди ж відносяться тваринництво, сільське господарство.

Можливі пояснення – викиди копалин енергетичних джерел і хімічні процеси. Спершу центральної стала теорія викопного палива. Це обумовлено тим фактом, що деякі нові методи видобутку за термінами приблизно співпали з ростом вмісту метану в повітрі. Інші дослідники не згодні і вважають, що тваринництво – це найголовніший джерело.

Супутникові дані дозволяють третьої групи вчених дослідити взаємозв’язок з болотами, водами і пожежами. Нарешті, є особи, впевнені, що причиною всьому пропажа «метанового стоку». Проіснувавши близько десятиліття, метан окислюється в водяну пару, вуглекислий газ. Можливо, цей процес ослаб. Як наслідок, зріс вміст метану. Причиною може бути забруднення атмосфери.

Причини і наслідки

Вчені вважають, що одночасно можуть впливати кілька зазначених факторів. Інші навіть припускають, що сплеску метану взагалі не було, просто пауза виявилася аномальної, а в 2007-му все повернулося до нормального перебігу. Можливо, стандартні процеси посилилися через уповільнення видалення метану. Якщо вони мають рацію, газ буде накопичуватися і далі.

Наукові суперечки не припиняються, оскільки навіть самі точні спостереження можна інтерпретувати різними образами. Завдання вчених – збалансувати отримані відомості і зробити точні висновки. На баштах стоять датчики, супутники дають свої дані, екіпажі літаків збирають зразки повітря для дослідження. Це допомагає оцінити перенесення викидів з джерел, а також виявити нюанси реакцій з іншими компонентами атмосфери. Це спадні методи вимірювання. Висхідні – це аналіз відомостей, одержуваних з точок поблизу викиду метану. Дані, одержувані тут, екстраполюються для аналізу великомасштабних викидів.

Про фактори

Не можна нехтувати впливом пожеж, горінням біологічних мас. Певні дані дозволяють зробити висновок, що отримання викопного палива – один з ключових чинників, що вплинули на вміст метану в повітрі.

Ще один інструмент дослідження атмосфери – ізотопи. Завдяки ізотопів вуглецю вчені знають, як впливають на зміст газів мікроби і термогенние джерела. Метан випускається мікробами. Це легкий газ, якому притаманні специфічні співвідношення певних ізотопів. При проведенні випробувань вчені можуть зрозуміти, яких ізотопів стає більше, а яких менше. Це потенційно створює перевагу в користь певних пояснень наявної проблеми метану.

Правда, будь-яке пояснення, будь-який механізм завжди має обмеження. Наприклад, недавно провели дослідження, які дозволяють припустити, що поточні індикатори вмісту метану в атмосфері недостатньо надійні. Справа в тому, що вміст метану, етану в різних басейнах сильно варіюється. Обсяги етану, одержуваного з природного газу, визначаються особливостями сировини. Словом, дослідження з ізотопами зараз опинилися під великим питанням: чи правда вони точні?

Варіанти і теорії

Інші дослідники вважають, що метод ізотопів має недолік. Наприклад, практично не проводилося такого роду досліджень стосовно зразків, одержаних у боліт, вод і сільськогосподарських угідь.

У той же час вчені вважають, що для одержуваного з копалин метану діапазон значень порівняно вузький, тому ізотопне обмеження в глобальному масштабі є дійсно надійним методом – воно допомагає оцінити, біогенні чи причина зростання метану в атмосфері або ж це термогенним ефект.

З іншого боку, вчені точно знають, як впливають на середу викиди нафтогазової промисловості Америки. Ще на початку поточного тисячоліття один професор з Університету Брауна зайнявся проблемами автомобіля, що працює на природному газі. Він розумів, що швидкість витрачання газу важлива для клімату. Знали і той факт, що метан визначає рівень потепління клімату. Це дало поштовх новим дослідженням.

Можливості та шляхи

Зараз екологи розуміють, як сильно метан впливає на атмосферу, але все ще немає серйозних заходів для зміни ситуації. Поки наукове співтовариство лише виявило важіль зміни клімату, але не знає, як його застосувати. У 2012-му почалася програма послідовного дослідження метанових витоків по всій планеті. Залучили понад 140 провідних учених з 40 установ. Було опубліковано понад три десятки достовірних робіт. Вчені сформулювали, де і які метанові витоку через видобутку викопного сировини в Америці.

Спостереження, отримані завдяки екіпажам літаків, дозволили встановити, що в деяких місцях викиди метану на 60% перевищують межі, дозволені природоохоронними агентствами. А ось в нашій країні або в Ірані подібних досліджень не проводиться, а відомості про викиди газу, нафти дуже мізерні. Щоб вирішити цю проблему, винайшли «Метанезат», супутник, який би відстежував саме метан. Проект називають амбіційним і навіть божевільним. Його веде некомерційна організація, чия робота за масштабом можна порівняти з НАСА.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Top