Senieji anglies ištekliai (ne)bus masinio šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo priežastimi?

LŽŪKT informacija

2021-01-13

Amžinasis dirvožemio įšalas ir metano hidratai giliai vandenynuose yra dideli senovinės anglies ištekliai. Kylant dirvožemio ir vandenynų temperatūrai, šie telkiniai gali susiskaidyti, išleisdami didžiulius šiltnamio efektą sukeliančių metano dujų kiekius. Bet ar šis metanas iš tikrųjų pateks į atmosferą?

Ročesterio universiteto tyrėjai Maiklas Dionizijus (Michael Dyonisius), žemės ir aplinkos mokslų profesoriaus Vasilijaus Petrenko (Vasilii Petrenko) laboratorijos magistrantas ir jų bendradarbiai tyrė metano emisijas tuo žemės istorijos laikotarpiu, kuris iš dalies analogiškas šiandieniniam Žemės atšilimui. Jų tyrimas, paskelbtas žurnale „Science“, rodo, kad, net jeigu metanas ir išsiskirs iš šių didelių gamtinių atsargų dėl atšilimo, iš tikrųjų labai mažai jo pateks į atmosferą.

Buhalterinė apskaita. Horizontali. Straipsnių viduje.

„Vienas iš dalykų, kuriuos reikėtų įsidėmėti yra tai, kad reikėtų labiau rūpintis antropogeninių teršalų emisijomis – tomis, kurias sukelia žmogaus veikla, o ne gamtiniais veiksniais“, – sako Dionizius.

Kas yra metano hidratai ir amžinasis įšalas?

Kai augalai žūva, jie suskaidomi į anglies turinčias organines medžiagas dirvožemyje. Ypač šalto oro sąlygomis organinėje medžiagoje esanti anglis užšąla ir yra sulaikoma, užuot išmetama į atmosferą. Taip susidaro amžinasis įšalas, dirvožemis, kuris yra nuolat užšalęs – net vasarą – daugiau nei vienerius metus. Amžinasis įšalas dažniausiai sutinkamas sausumoje, daugiausia Sibire, Aliaskoje ir Šiaurės Kanadoje.

Be organinės anglies amžinajame įšale taip pat gausu vandens ledo. Amžinajam įšalui atšylant dėl kylančios temperatūros, ledas tirpsta ir po juo esantis dirvožemis įmirksta užlietas vandeniu – taip sukuriamos sąlygos, kai yra mažas deguonies kiekis, o tai puiki aplinka dirvožemio mikrobams sunaudoti anglį ir išskirti metaną.

Kita vertus, metano hidratai daugiausia aptinkami vandenyno nuosėdose palei žemynų pakraščius. Metano hidratuose vandens molekulių narveliai viduje sulaiko metano molekules. Vis tik, metano hidratai gali susidaryti tik esant aukštam slėgiui ir žemai temperatūrai, todėl jie daugiausia randami giliai vandenynuose. Jei pakils vandenyno temperatūra, pakils ir vandenyno nuosėdų, kuriose yra metano hidratai, temperatūra. Tada hidratai destabilizuosis, suirs ir išleis metano dujas.

„Jei nors dalis viso to greitai destabilizuotųsi ir metanas patektų į atmosferą, tai sukeltų didžiulį šiltnamio efektą, nes metanas yra labai stipriai veikiančios šiltnamio efektą sukeliančios dujos“, – sako Petrenko. – Susirūpinimą kelia tikrai didžiulio anglies kiekio išsilaisvinimas iš šių atsargų į atmosferą, nes klimatas ir toliau šiltėja.“

Duomenų rinkimas iš ledo kernų

Siekdamas nustatyti, kiek metano iš senovinių anglies telkinių gali patekti į atmosferą atšilimo sąlygomis, Dionizijus ir jo kolegos atkreipė dėmesį į Žemės praeities modelius. Jie gręžė ir rinko ledo kernus Antarktidoje esančiame Teiloro ledyne. Ledo kerno mėginiai yra tarsi laiko kapsulės: juose yra mažų oro burbuliukų, kurių viduje užšaldyti nedideli senovinio oro kiekiai. Tyrėjai naudoja lydymosi kamerą, kad iš burbuliukų ištrauktų senovinį orą ir ištirtų jo cheminę sudėtį.

Dionizijaus tyrinėjimai buvo skirti paskutinės Žemės deglaciacijos, kuri vyko prieš 8000–15 000 metų, laikų oro sudėties įvertinimui.

„Tas laikotarpis yra dalinis analogas šiandienai, kai Žemė pereina iš šaltos būsenos į šiltesnę būseną“, – sako Dionizijus. – Tačiau paskutiniosios deglaciacijos metu pokyčiai buvo natūralūs. Dabar pokyčius lemia žmogaus veikla. Mes pereiname iš šiltos būsenos į dar šiltesnę būseną".

Išanalizavusi mėginiuose esančio metano anglies izotopą C-14, grupė nustatė, kad metano emisijos iš senovinių anglies rezervuarų buvo nedidelės. Taigi, Dionizijus daro išvadą: „Šių senų anglies rezervuarų destabilizacijos ir didelio poveikio atšilimui tikimybė šiais laikais taip pat maža“.

Dionizijus ir jo bendradarbiai padarė išvadą, kad išsiskyręs metanas dideliais kiekiais nepasiekia atmosferos. Tyrėjai mano, kad taip yra dėl kelių natūralių „buferių“.

Buferiai apsaugo nuo emisijų į atmosferą

Metano hidratų atveju, jei metanas išsiskiria vandenyno gelmėje, didžioji jo dalis ištirpsta ir yra vandenyno mikrobų oksiduojama, jam dar nepasiekus atmosferos. Jei amžinojo įšalo metanas susiformuoja pakankamai giliai dirvožemyje, jį gali oksiduoti metanu mintančios bakterijos, arba amžinojo įšalo anglis gali taip ir nepavirsti metanu, o išsiskirti kaip anglies dioksidas.

„Atrodo, kad ir kokie būtų natūralūs buferiai, metano išsiskiria ne tiek ir daug“, – sako Petrenko.

Duomenys taip pat rodo, kad per pastarąją deglaciaciją metano emisijos iš šlapžemių padidėjo dėl klimato pokyčių ir tikėtina, kad emisijos iš šlapžemių padidės ir ateityje, nes pasaulio klimatas toliau šiltėja.

Petrenko: „Antropogeninės metano emisijos šiuo metu yra maždaug du kartus didesnės už šlapžemių emisijas. Mūsų duomenys rodo, kad nereikia jaudintis dėl gausių metano išmetimų iš didelių anglies rezervuarų reaguojant į būsimą atšilimą. Mums turėtų labiau rūpėti metanas, išsiskiriantis dėl žmonių veiklos.“

Šį tyrimą parėmė JAV nacionalinis mokslo fondas bei Deivido ir Liusilės Pakardų (David and Lucille Packard) fondai.

Vertė Saulius Zagorskis, LŽŪKT