13 октября 2019 года из Арктики с борта исследовательского судна пришло ошеломляющее известие: российские ученые, изучающие арктические воды, обнаружили самые мощные в истории струи метана, поднимающиеся с морского дна на поверхность воды. Проводя измерения, они зафиксировали, что количество метана в воздухе над Восточно-Сибирским морем в девять раз больше, чем в среднем по миру. Это были самые высокие «вспышки» метана за десятилетия исследований. Об этом сообщил Игорь Петрович Семилетов, профессор Томского политехнического университета, член-корреспондент РАН. По его словам, уровень метана в воздухе над морской водой был «чрезвычайно высоким», «никто не обнаруживал этих концентраций».
Метан является мощным парниковым газом, он обладает значительно большим потенциалом глобального потепления, чем углекислый газ — наиболее распространённая оценка — в 28 раз. Выбросы метана в Арктике, вызванные таянием вечной мерзлоты на морском дне, являются одним из факторов изменения климата, заявили в НАСА, они представляют собой растущий риск. Об этом сообщило новостное агентство CNN США. В прессе РФ информация не появилась, хотя команда исследователей была российской
Russian scientists say they’ve found the highest-ever ‘flares’ of methane in Arctic waters — CNN
«Очень мелкая толща воды и ослабление вечной мерзлоты» могут привести к удвоению содержания метана в атмосфере «за считанные десятилетия», — предположила член команды И.П. Семилетова, доктор геолого-минералогических наук Наталья Викторовна Шахова. В прошлых поездках ученые обнаружили, что просачивание метана растёт год от года, и суммировали результаты десятилетий в начале этого года в журнале Geosciences. «Крайне важно изучить изменение размеров просачиваний», — сказал Семилетов. Он считает, что до сих пор увеличение выбросов метана является «значительным вкладом» в глобальное потепление, но не катастрофическим, однако общественность должна знать, что это повлияет на климат в ближайшем будущем, если произойдет увеличение темпов деградации вечной мерзлоты». Одним из главных выводов, подчеркнул он, является необходимость сосредоточить глобальное научное внимание на просачивании метана: «Это выходит за рамки геополитических соображений. Нам нужно подумать о том, как объединить наши усилия для изучения этого, потому что это затрагивает всех».
Таяние Арктических льдов
Таяние арктических льдов усиливает эффект влияния метана на потепление. Обычно через воду трудно пройти из-за того, что она покрыта льдом, но Семилетов сказал, что в этом году все было по-другому — вода была «полностью открыта». Участки выбросов по размеру морской поверхности достигают от сотни квадратных метров до квадратных километров. Когда струи метана достигают поверхности, вода выглядит так, как будто она кипит. Исследователи берут пробы воздуха над пузырящимися колоннами.
В предыдущих поездках Семилетов обнаруживал метан в 3–5 ppm на «кипящих» участках, что значительно превышает среднюю концентрацию атмосферного метана в 1,7 ppm. В 2019 году некоторые измерения показали до 16 ppm. Выбросы метана выглядят как факелы или вспышки, они постоянно увеличиваются.
Выброс метана в Море Лаптевых
Ещё 2010 году в своей статье в журнале Science Семилетов и Шахова подняли тревогу, показав, что подводная вечная мерзлота на дне арктического шельфа может растаять и выпустить метан в океан. До этого считалось, что подводная вечная мерзлота является непроницаемым барьером, удерживающим метан. В интервью 2012 года, опубликованном Европейским геофизическим союзом, Шахова заявила, что углеводороды, погребённые под арктическим шельфом, потенциально могут внести значительный вклад в изменение климата. По мере таяния вечной мерзлоты на морском дне это может резко изменить атмосферу Земли, сказала она, отметив, что выброс только 1% газа может оказать заметное влияние на климат.
Институт Геофизики, Фэрбанкс, Аляска, США
В 2013 году Шахова и Семилетов говорили, что в Северном Ледовитом океане утечка метана идёт с тревожной скоростью, об этом сообщал Фэрбенкс, Аляска. Наталья Шахова и Игорь Семилетов работали в Международном арктическом исследовательском центре более десяти лет, исследуя выбросы парниковых газов в Арктике, вместе с учеными из России, Европы и Ближнего Востока.
В их статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, говорилось, что Северный Ледовитый океан выделяет метан со скоростью, более чем в два раза превышающей ранее ожидавшиеся научные модели. Шахова сказала, что скорость выброса метана, вероятно, даже больше, чем описано в их статье. Прошлые исследования на Аляске и в других приполярных регионах показали, что бореальные леса, покрывающие большую часть арктической и субарктической суши мира, содержат более 30% накопленного в мире углерода. Этот углерод был защищен от выброса в атмосферу слоем вечной мерзлоты.
Высвобождение гидратов метана вследствие таяния вечной мерзлоты
Затопленный Восточно-Сибирский арктический шельф содержит почти такой же запас углерода, как и сухопутная тундра к югу от него. Запасы метана точно неизвестны, они оцениваются в переделах от 300 до 1500 МИЛЛИАРДОВ тонн. Эти запасы углерода были защищены слоем вечной мерзлоты под водой, но эта вечная мерзлота находится на грани исчезновения. Некоторые разработчики климатических моделей ранее предполагали, что подводная вечная мерзлота не будет таять в течение 5–7 000 лет, но, по словам команды Шаховой, данные, собранные с фактического шельфа, показывают, что этот процесс происходит в гораздо более быстром масштабе времени. «Это откровение должно быть поводом для тревоги», — сказала Шахова.
Ученые-климатологи построили то, что они называют углеродным бюджетом, чтобы определить, сколько газа на основе углерода, такого как метан и углекислый газ, выбрасывается в атмосферу. Многие прогнозы изменения климата основаны на этом бюджете. По оценкам консенсусного углеродного бюджета, более половины выбросов углерода вызвано деятельностью человека, но эти оценки значительно недооценивают количество углерода, хранящегося на арктических шельфах, — сказала Шахова: «Я твёрдо верю, что арктические источники занижены, и им нужно уделять больше внимания». Исследователи университета также пришли к выводу, что выброс арктического метана создает петлю обратной связи. По мере повышения температуры выделяется больше метана, и по мере увеличения количества метана температура увеличивается. Кроме того, штормы по всему Северному Ледовитому океану усилились за последнее десятилетие, что ускоряет выделение метана. Больше всего могут пострадать арктические и субарктические регионы.
«Арктика нагревается в два раза быстрее, чем остальная часть земного шара», — сказала Шахова, — Это то, что влияет на количество циклонов. Это то, что влияет на морской лёд, который сжимается».
Знание скорости выбросов и механизма деградации вечной мерзлоты является необходимым условием для осмысленных прогнозов ближайших будущих выбросов метана в Арктике. Распад подводной вечной мерзлоты, даже той, которая была погружена относительно недавно (менее 1000 лет назад), происходит в настоящее время из-за антропогенного глобального потепления и нет известной компенсирующей силы, чтобы остановить тенденцию дальнейшего распада и увеличения выбросов.
«Метановые новости от Шаховой и Семилетова», так называется экстраординарное интервью, которое провел Ник Бриз с русскими исследователями.
Они взбудоражили общественность предсказанием 50-гигатонного взрыва метана, прогноз подтверждают этот прогноз четкими и неопровержимыми заявлениями. Шахова и Семилетов в настоящее время оценивают, что из 2 000 000 кв. км, составляющих Восточно-Сибирский арктический шельф, 200 000 кв. км (10%) являются тем, что они назвали бы горячими точками, областями, где выбросы метана наблюдаются намного больше (3000 грамма на квадратный метр в день), чем в нижней фоновой области (3 миллиграмма на квадратный метр в день)
Гидраты метана — «бомба» замедленного действия на дне океанов
Семилетов: «5 миллиардов тонн метана, которые в настоящее время находятся в атмосфере Земли, составляют около одного процента замороженных запасов гидрата метана на Восточно-Сибирском Арктическом шельфе».
Бутылка с метаном откупорена. В подводных отложениях существует слой вечной мерзлоты, который препятствует высвобождению метана уже более миллиона лет. Теперь все кончено. Шахова: «Мы используем аналогию, когда сравниваем Восточно-Сибирский Арктический шельф с бутылкой шампанского. Таким образом, газ образуется в этой бутылке и продолжает накапливаться до тех пор, пока пробка служит непроницаемой крышкой. Эта крышка-подводная вечная мерзлота. Раньше это была просто вечная мерзлота [на суше], но после того, как она была погружена, она стала подводной вечной мерзлотой и служила для сохранения все большего количества газа, получаемого от его выброса в океан и атмосферу наверху. Пока эта крышка непроницаема, беспокоиться не о чем. Но когда эта крышка теряет свою целостность, мы начинаем беспокоиться».
Как только бутылка с метановыми подводными отложениями откупоривается, остановить этот процесс, начавшийся тысячи лет назад, уже невозможно.
Шахова: «Выбросы, которые происходят прямо сейчас, являются результатом комбинированного эффекта естественного и антропогенного потепления, и они будут ускоряться до тех пор, пока потепление не превратится в охлаждение. Даже после того, как это произойдет, нет никакого механизма, чтобы остановить распад вечной мерзлоты, кроме воздействия шельфа над уровнем моря, которое служило бы для замораживания путей миграции газа, чтобы они интегрировались с вечной мерзлотой. Поскольку шельф очень мелкий (средняя глубина менее 50 метров), часть этих выбросов достигнет атмосферы. Проблема в том, что этой доли будет достаточно, чтобы резко изменить климат на нашей планете».
В отложениях Восточно-Сибирского арктического шельфа под слоями вечной мерзлоты хранится огромное количество метана. Вечная мерзлота вот-вот распадется, бутылка откупорена. Нет никакого механизма, чтобы остановить этот процесс. И есть другие источники огромного выброса метана, например, таяние вечной мерзлоты на берегу. И есть много других самоподдерживающихся петель обратной связи, которые приводят к экспоненциальному потеплению нашей планеты. Куда мы пойдем отсюда?
Methane News from Shakhova and Semiletov
Проблема метана не исчерпывается влиянием на климат. В 1990—1996 гг. российскими учеными В.Л. Сывороткиным и А.А. Маракушевым была разработана теория водородо-метановой продувки озонового слоя.
Согласно этой гипотезе большую роль в разрушении озона играют потоки этих газов. Метано-водородные струи способны очень быстро оказывать воздействие на озоновый слой, так как водород в 14 раз, а метан в 1,8 раз легче воздуха и они быстро достигают стратосферы.
«Отрицатели» экологических проблем конечно же завопят: «Опять вы своими озоновыми дырами» и начнут снова махать Монреальским протоколом 1987 г. по веществам, разрушающих озоновый слой, повторяя как заклинание, что «только выбили с рынка производителей фреонов, а дыры сами по себе затянулись». Во-первых, как и любым догматикам, им почему-то не приходит в голову простая мысль, что восстановление озонового слоя как раз и произошло благодаря соблюдению 190 странами мира Монреальского протокола.
А во-вторых, то, что о проблеме не долдонят на каждом шагу, совсем не означает, что её нет. Непрерывный мониторинг озонового слоя показывает, что запасы стратосферного озона продолжают оставаться недостаточными. Снижение его содержания ниже 300 единиц Добсона (DU), считается той самой «озоновой дырой».
Данные непрерывного мониторинга озонового слоя
Итого, сегодня следует думать не о интенсификации движения по Севморпути, не о добыче нефти на арктическом шельфе, а о срочных мерах по спасению Северного Ледовитого океана, для чего потребуются усилия всего мирового сообщества. Первый шаг в этом направлении — прекращение замалчивания экологических проблем на информационном поле РФ.
Юрий Ткаченко, кандидат технических наук Людмила Фионова, доктор физико-математических наук Ленни Россоловски, независимый исследователь, эколог, США
