Климат – сложнейшая система, на изменения которой влияет и человек, и сама природа. Даже обыватель замечает: теплеет на глазах, количество природных ЧП растет, а аномалии (типа смерчей в Сибири) становятся нормой. Как скоро изменения могут стать драматическими? Можно ли на них повлиять? В этих вопросах мы будем разбираться в новом проекте Tomsk.ru и Томского государственного университета «Осторожно, климат!». И первый наш материал – о том, как ученые Консорциума ТГУ в морях Восточной Арктики проверяют «метановые кладовые»…
Парниковые газы невидимым «одеялом» окутывают нашу Землю, повышая среднюю температуру на планете (со всеми вытекающими, так сказать). Два основных парниковых газа – метан и СО2. Чем больше их выделяется, тем «ярче» процессы изменения климата. «А на нашей планете нет другого такого метанового потенциала, кроме морей восточной Арктики, где подводная мерзлота «законсервировала» гигантские запасы гидратов и свободного метана. Если в атмосферу попадет примерно 5% этих запасов, это может привести к драматическому изменению климата в течение жизни одного поколения», — говорит член-корреспондент РАН, доктор географических наук, руководитель Лаборатории комплексных исследований Арктической системы «суша-шельф» ТГУ Игорь Семилетов.
Игорь Петрович руководил комплексной экспедицией на научно-исследовательском судне «Академик Мстислав Келдыш». На борту было много ученых – от геофизиков до биохимиков, от метеорологов до геологов. Одна из задач Семилетова как океанолога – проверить своих «старых знакомых». Это не чайки или белые медведи, а сипы – места массированной разгрузки метана (от англ. «seep» — просачивание).
Почему так важно изучать источники метана?
Вклад метана (СН4) в создание парникового эффекта — около 30% от СО2, при этом концентрация метана в атмосфере примерно в 200 раз меньше. Метановый потенциал шельфа морей Восточной Арктики примерно на два порядка превышает общее количество метана в современной атмосфере. По мнению Семилетова, экстремальный сценарий (в результате выброса, например, 5% из «метановой кладовки») — повышение среднепланетарной температуры на 2,5–3 градуса. Сейчас, согласно Парижскому и Киотскому протоколу, мировое сообщество пытается выработать меры для удержания темпов роста потепления в пределах +1,5 градуса до 2100 года…
«Мы начали организовывать крупные морские экспедиции с 2000 года. На первом этапе исследований были обнаружены устойчивые аномалии, которые превышали равновесные с атмосферой концентрации метана в 10-100 раз и более, — рассказывает Игорь Семилетов. — Это говорило о том, что есть очень мощный источник метана из донных отложений. То есть подводная мерзлота не стабильная, как считалось до этого, а есть газовыводящие пути. За период 2010–2020 гг. было открыто более двух тысяч сипов, мы в экспедициях ежегодно наблюдаем динамику изменений на 4–5 мегасипах размером больше километра. Так вот, один из них – первый, который мы открыли в море Лаптевых в 2011 году – вырос почти в 4 раза за три года, и еще больше выросли потоки метана».
Данные научного бурения показывают, что подводная мерзлота теплее наземной примерно на 10°С и находится в точке вблизи фазового перехода из замерзшего в талое состояние. Это значит, что подводная «кладовая» метана приоткрыла крышку…
Игорь Семилетов – ученый с мировым именем, он исследует Арктику с 1990 года, публикуется в ведущих журналах «Science» и «Nature». Семилетов заведует лабораторией арктических исследований Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН, а также Лабораторией комплексных исследований Арктической системы «суша-шельф» Томского государственного университета.
Ну и ладно, человек все равно всё испортит. Вон как фабрики дымят! «Северные потоки», опять же, взрываются…
У любой медали две стороны. Концентрация атмосферного метана над Арктикой примерно на 8–10% выше, чем в южном полушарии и в средних широтах Северного полушария, где происходит максимум антропогенной активности.
«Консервативные оценки, выполненные нами на основе наблюдений и опубликованные в 2014 году в журнале Nature Geoscience, показали, что годовой выброс метана из шельфа морей восточной Арктики в атмосферу соизмерим с антропогенным выбросом метана с территории США», — говорит Игорь Семилетов.
Человек-человеком, заводы-заводами, но, по мнению ученого, вопросы глобального потепления всегда… как бы это помягче сказать… слегка политизированы:
«До настоящего времени потоки парниковых газов, связанные с деградацией мерзлоты на суше и в море, не включаются в климатические модели Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, англ. Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC). Эта организация, конечно, выполнила свою функцию – она была создана, чтобы оценить роль антропогенных факторов, это очень важно. Но нельзя игнорировать геологический климатический фактор. Это вредно для развития науки и ведет в климатический тупик».
Так распахнется «кладовая» или нет?
Для того, чтобы дать научно-обоснованный ответ на этот вопрос, нужны крупномасштабные исследования междисциплинарных коллективов.
«Мы, ученые, понимаем – нужно рассматривать разные варианты изменения климата вследствие множества неучтенных обратных связей, обусловленных деградацией мерзлоты, — говорит Игорь Семилетов. — В рамках консорциума «Глобальные изменения земли: климат, экология, качество жизни», который был инициирован ТГУ, мы объединились с ведущими биогеохимиками, мерзлотоведами, геологами и геофизиками из 20 университетов и научных институтов России. Не постесняюсь сказать, что мы единственная в мире группа, где продуктивно сотрудничают ученые различных дисциплин наук о земле. Уже получены первые крупные результаты. Например, мы исследовали скорости вертикальной деградации мерзлоты – простыми словами, оттаивания. Перебурили скважины, которые Институт мерзлотоведения в Якутии бурил 30 лет назад, и достоверно (не на моделях, а экспериментально) определили: скорость деградации — в среднем 14 см в год, что во много раз больше, чем предполагалось ранее».
При пожаре в лесотундре или лиственничной тайге может оттаять и 2–3 метра мерзлоты (такие цифры зафиксированы, например, в Колымо-Индигирском регионе). А когда идет резкое углубление сезонно-талого слоя, «в оборот» вовлекаются гигантские количества органического углерода в форме парниковых газов, в основном, СО2…
«Наша страна просто обязана стать лидером исследований биохимических и климатических последствий деградации наземной и подводной мерзлоты, — считает Семилетов. — Как говорят на севере, если ты не лидер, то вынужден смотреть под хвост впереди бегущей собаки».
