ТОМСК, 29 сен – РИА Томск. Российские исследователи первыми
в мире обратили внимание на то, что изменения подводной мерзлоты в арктических морях Сибири могут кардинально повлиять на
процессы глобального потепления. Ученые Томского политехнического университета
(ТПУ) рассказали о том, какую опасность они обнаружили под вечной мерзлотой
арктического шельфа, как с этим бороться и что делать тем, кто намерен добывать
нефть за полярным кругом.
Утепляющее "шампанское"
В первую очередь ученые – профессора кафедры геологии и
разведки полезных ископаемых ТПУ Игорь Семилетов и Наталья Шахова –
подчеркивают: нет, ни о какой глобальной катастрофе, запланированной прямо на
завтра, речь не идет. Но исследования Арктики важны и актуальны как раз потому,
что прогнозируют ее варианты, в частности, при бездействии человечества.
© предоставлено пресс-службой ТПУ![](/Upload/sub-0/642_8.jpg)
Дело в том, что одна из основных причин глобального
потепления, которое, по некоторым прогнозам, может привести к мировой катастрофе, -
так называемый "парниковый эффект". Его суть в том, что солнечная
радиация, достигая Земли и отражаясь от ее поверхности, частично удерживается
"пленкой" из молекул углекислого газа (двуокиси углерода) и метана. В итоге приземный слой атмосферы, где мы живем, становится теплее и теплее.
И если большая часть "пленки" состоит из
углекислого газа, то метан - наиболее эффективная часть "парника" (по разным
оценкам - в 30-50 раз действенней). В отличие от двуокиси углерода, природный метан образуется в бескислородной
среде - в частности, в почве или толще осадков на дне океана.
Согласно
распространенному мнению, метан образуется в
основном из-за жизнедеятельности человека: предприятий, сжигания топлива и
других антропогенных процессов. Океанический метан, согласно этой теории, на климат не влияет,
так как, проходя через толщу воды, он окисляется микробами и не
попадает в атмосферу.
Однако российские ученые, на протяжении многих лет изучая
Восточно-Сибирский арктический шельф, пришли к другим выводам.
"Атмосферный максимум метана – второго по значению
парникового газа - находится не над умеренными широтами северного полушария,
где основные антропогенные выбросы, а над Арктикой. Там он примерно на 10%
выше", - рассказывает Семилетов.
© РИА Томск. Павел Стефанский![](/Upload/sub-3/18274_9.jpg)
Профессор кафедры геологии и разведки полезных ископаемых ТПУ, доктор географических наук Игорь Семилетов
И это, по словам ученых, может быть
только началом. Арктический шельф, площадь которого около двух миллионов
квадратных километров, хранит огромное количество органического углерода, из
которого образуются метан и другие углеводородные газы. Так как метан легче воздуха, он стремится вверх вне зависимости от воздействующего на него давления, и у нижней границы подводной мерзлоты газообразный метан переходит в твердое состояние гидратов.
Слой образующихся на дне веществ может быть толщиной до нескольких километров, а толщина подводной мерзлоты, сдерживающей его, - до нескольких сотен метров.
При
условии, что подводная мерзлота нагревается и исчезает, гидрат возвращается обратно в газообразную форму, и метан попадает в воду. А поскольку Восточно-Сибирский
шельф - самый широкий и мелководный в мире, газ проходит толщу воды за несколько
минут и все-таки попадает в атмосферу.
Согласно оценкам
ученых, в настоящее время из
Восточно-Сибирского шельфа в атмосферу попадает как минимум
17 миллионов тонн метана в год, что примерно вдвое больше эмиссии метана из
всей остальной части мирового океана.
"В результате многовекового
контакта подводной мерзлоты с
относительно теплой придонной водой термический режим меняется, и в подводной мерзлоте образуются газовыводящие
пути, своеобразные колодцы. Он может выходить просто -
как из бутылки шампанского, когда с нее сняли пробку, так как газ находится под давлением", -
отметила Шахова.
© РИА Томск. Павел Стефанский![](/Upload/sub-3/18275_9.jpg)
Профессор кафедры геологии и разведки полезных ископаемых ТПУ, доктор геолого-минералогических наук Наталья Шахова
Немаловажно и разрушение вечной мерзлоты на северных берегах.
Сейчас средняя скорость таяния – около трех метров в год, но на некоторых участках она
может достигать 20-50 метров. В
результате на шельф попадает огромное
количество эрозионного органического вещества, которое окисляется до двуокиси углерода и сильно
понижает кислотность вод, что в свою очередь приводит к растворению панцирей
донных организмов и ракушек.
Причины нагревания
Шахова пояснила, что в последние сотни лет выделение метана резко
увеличилось из-за таяния вечной мерзлоты в арктическом шельфе. Если на суше температура мерзлоты была около минус 17 градусов, то после затопления несколько тысяч лет назад она стала нагреваться относительно
теплыми придонными водами, температура которых в последнее время также повышается.
© предоставлено Томской областной клинической больницей![](/Upload/sub-0/2790_8.jpg)
Одной из причин нагревания придонных вод стали большие
сибирские реки: Обь, Енисей, Лена, Колыма и другие. Они не только становятся
теплее из-за естественных факторов (нагреваясь в более южных регионах и
сохраняя тепло до самого устья), но и полноводней – в том числе за счет таяния
вечной мерзлоты на суше.
"Подстегивают" процесс трещины
в земной коре, через которые мерзлоту нагревает тепло, поступающее от центра
Земли.
И для климата, и для нефтяников
Существующие прогнозы по поводу глобального потепления не
учитывают мощнейшего потенциального воздействия массированного
выброса метана в Арктике.
"Наша группа, пожалуй, единственная, которая занимается
объяснением механизма формирования планетарного максимума метана с 1990-х годов. Никто
и никогда не изучал биогеохимические последствия эрозии ледового комплекса в
море. Парадокс в том, что
это уже произошло на нашем шельфе!" - подчеркнул Семилетов.
Он пояснил, что в результате разрушения слоя вечной мерзлоты подкисление вод в районе Восточно-Сибирского шельфа достигло экстремальных значений, которые в других районах мирового океана ожидаются не ранее 2200 года.
© предоставлено пресс-службой ОАО "Томскнефть ВНК"![](/Upload/sub-1/6488_8.JPG)
Соответственно, эти изменения могут позволить прогнозировать, к
каким последствиям приведет глобальное потепление. Созданная в ТПУ международная
научно-образовательная лаборатория изучения углерода арктических морей как раз
занимается мониторингом состояния шельфа и оценкой изменений, которые вскоре
могут произойти на всей планете.
В последние годы в рамках работы лаборатории уже выполнено
три экспедиции в Арктику. В частности, ученые ТПУ вместе с 80 коллегами из разных
стран совершили 100-дневную экспедицию по Восточно-Сибирскому шельфу на единственном
в мире научном ледоколе "Оден".
При этом таяние мерзлоты и последующее выделение
"парниковых" газов важно не только с точки зрения климатических
изменений.
"Сейчас арктический океан для нас - источник ресурсов: рыба, млекопитающие - там кормовая база для многих животных, там транспортный
путь, это номер один как энергетический регион. Но мы знаем о нем очень
мало", - пояснила Шахова.
Так, метан, проходя через арктические воды, окисляет их. И в
итоге океан сам уничтожает свою экосистему: вода с повышенной кислотностью
разрушает панцири и кости обитателей северных морей.
Кроме того, на Сибирском шельфе, по различным оценкам,
содержится в два-пять раз больше углеводородов (природного газа и нефти),
чем в Персидском заливе. В ближайшие годы ученым придется более точно оценить объемы
хранящихся под вечной мерзлотой углеводородов, а также выработать рекомендации для
тех, кто будет строить на шельфе добывающие платформы.
"Газовые карманы и газ взрывоопасны в большой
концентрации. Известны случаи – например, в Печорском море выброс газа едва не
привел к трагедии. Людей надо вооружить знанием, дать рекомендации, а для этого
необходимы комплексные целевые исследования Восточно-Сибирского шельфа, что требует привлечения значительных средств", - отметила Шахова, подчеркнув, что эта задача по
силам ученым ТПУ, который много лет занимается изучением углеводородных
месторождений.
Главное - подумать
В настоящее время ученые сформулировали четыре сценария
глобального потепления, учитывая "фактор Арктики". Самый
оптимистичный из них предполагает постепенное таяние льдов, самый неутешительный
(и самый маловероятный) – резкое потепление и глобальную экологическую
катастрофу, на ликвидацию последствий которой может потребоваться сумма, равная
бюджетам всех стран мира вместе взятым.
© РИА Томск. Павел Стефанский![](/Upload/sub-0/2162_8.JPG)
Любой из сценариев возможно предотвратить или скорректировать,
если вовремя принять меры. Однако для этого нужны специалисты, которые
разбирались бы в вопросе не в рамках одного гранта, как принято работать на
Западе, а достаточно глубоко, чтобы помочь обществу найти пути решения этих
проблем.
Сейчас специалистов, готовых работать с проблемами
арктического шельфа, начали готовить в ТПУ. Однако, по словам Семилетова, пока
ученым приходится проводить большую просветительскую работу – ведь обычному
человеку кажется, что Арктика слишком далеко. И его не касаются эти проблемы.
"Людям не нравится, что мы их предупреждаем. Но
представьте, вот если бы вы пришли к врачу, а он вам говорит: "У вас рак,
но все будет хорошо, можно ничего не делать". <…> Мы люди, мы
надеемся, что сила разума позволит нам не только ездить на автомобиле до
супермаркета, но и решать какие-то экологические вопросы глобальные", - добавила
Шахова.