На дне арктических морей хранится бомба, которая в сотни раз опаснее всех вулканов Земли вместе взятых. Это - газ метан, исходящий из глубин планеты и заполняющий колоссальные области океанического дна.Пока он находится в «замороженном» состоянии. Однако с потеплением климата он начинает высвобождаться из своего «ледяного плена». При этом надо учесть, что метан, попадая в атмосферу, создаёт парниковый эффект в 30 раз быстрее, чем углекислый газ.Увеличение парникового эффекта на планете вызовет ещё большее усиление таяния «замороженного» метана, что, в свою очередь, вызовет ещё большее потепление. Это явление называют «метановым маховиком». Вполне возможно, что благодаря этому «маховику» уже к 2100 году Земля по своим климатическим условиям станет похожа на Венеру...

ТЫСЯЧИ ГИГАТОНН МЕТАНА ГОТОВЫ ВЫРВАТЬСЯ В АТМОСФЕРУ

Метан в виде так называемого метанового льда, или метангидратов, сконцентрирован на дне Мирового океана в огромных количествах. В «метановом льду» газ метан «упакован» очень плотно: 1 кубометр «льда» даёт примерно 1000 «кубов» газа.
«Метановый лёд» образуется на морских глубинах при высоком давлении и низкой температуре. В таких условиях срабатывает механизм самоконсервации метана, когда он превращается в метангидрат - льдоподобное образование, неподдающееся распаду.
Однако при самых небольших изменениях окружающей среды метангидраты начинают распадаться. Образуется «газовый резервуар », который в один прекрасный момент огромным пузырём вырывается на поверхность.
Впервые залежи метангидратов на океанском дне были открыты в 1960-е годы. В 1970-е их нашли на арктическом шельфе (шельф - подводная окраина материка, примыкающая к нему и сходная с ним геологическим строением), а также на суше, в сибирской мерзлоте.

Уже в нынешнем веке учёные из Геологического института в Цюрихе которые много лет занимаются залежами метангидратов на дне Мирового океана, подсчитали, что метана во всём «метановом льду» на планете содержится порядка 10 тысяч гигатонн, в то время как сейчас его в атмосфере «всего » 5 гигатонн.
В своей статье, опубликованной в онлайн-версии журнала « Nature Geoscience», они утверждают, что в последнее десятилетие количество метана, попавшего в атмосферу с морского дна, значительно возросло. Учёные связывают таяние «метанового льда» с глобальным потеплением климата, влияющим на температуру глубинных океанических вод.
Есть версия, что таяние метангидратов вызвано потеплением земной коры, которое спровоцировано ускорившимся смещением магнитных полюсов. Недавно на сайте Poteplenie.Ru был обнародован прогноз англо-американской научной группы о возможном скором разрушении примерно одной десятой всех запасов океанического «метанового льда» - при условии, что глобальное потепление будет продолжаться теми же темпами, что и сейчас.
Основываясь на этих расчётах, учёные Института энергетических проблем химической физики РАН произвели приблизительный подсчёт эффекта потепления от подобного увеличения концентрации метана. Расчёты показали, что уже к концу этого столетия концентрация метана в атмосфере вырастет примерно в 300 раз, что вызовет такое изменение климата, при котором жизнь! людей на Земле окажется практически невозможной.

«МЕТАНОВЫЙ ЛЁД» ТАЕТ НА ШЕЛЬФЕ СИБИРИ

Ещё совсем недавно МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) прогнозировала потепление к концу XXI века в пределах от 1,4 до 5,8 градуса по Цельсию. Однако самые последние расчёты, включающие влияние на парниковый эффект деятельности человека, повысили величину возможного потепления до 10 градусов.
Исследования последних лет показывают, что теплеет и Мировой океан. Прогрев его глубинных вод в нынешнем столетии может составить 3 и больше градусов. А повышение температуры только на 1 -1,5 градуса, говорят учёные, может нарушить нынешнее «замороженное » состояние метангидратов и привести их к распаду.
Исследования температуры воды в Северной Атлантике, проведённые - в начале 1990-х годов, показали, что вода здесь по сравнению с 1970-ми годами прогрелась на 0,2 градуса. Совсем недавние исследования, проведённые как традиционными методами, так и современными методами акустической термометрии, показали, что за последние50 лет температура воды в Северном Ледовитом океане в слое до трех тысяч метров повысилась в среднем от 0,47 до 0,61 градуса.
В связи с потеплением особенно пристальное внимание учёных привлекает состояние залежей «метанового льда» на крупнейшем континентальном шельфе планеты - шельфе Сибири, где «метановый лёд» залегает на небольших глубинах, иногда всего в несколько десятков метров.
В настоящее время этот «лёд» интенсивно тает. Только он, по подсчётам специалистов из университета в Фэрбенксе (Аляска), поставляет в атмосферу ежегодно порядка 17 тераграммов метана (1 тераграмм равен 1 миллиону тонн).

Это весомая доля в общем объёме метана, ежегодно поступающего в атмосферу из различных источников, в том числе техногенных. Российские учёные Наталья Шахова и Игорь Семилетов уже больше 10 лет исследуют метангидраты на дне самого мелкого из арктических морей - моря Лаптевых.
Считается, что метан здесь лежит «замороженным» ещё со времён Ледникового периода, когда уровень моря был значительно ниже. Во время своей последней экспедиции летом-зимой 2012 года учёные много раз наблюдали выход на поверхность воды пузырей «оттаявшего» метана. В некоторых местах мелкие пузырьки выходили на поверхность практически непрерывно. Наблюдались и крупные пузыри. Они вырывались с характерным хлопком и вызывали довольно высокие волны.

ИСЧЕЗНОВЕНИЯ КОРАБЛЕЙ В БЕРМУДСКОМ ТРЕУГОЛЬНИКЕ ВЫЗВАНЫ МЕТАНОВЫМИ ПУЗЫРЯМИ

Российские учёные в своём докладе пишут об опасности крупных метановых пузырей для плавучих средств. При большой концентрации газа в воде её плотность понижается настолько, что вода не выдерживает тяжёлое судно и оно стремительно тонет. Эта теория подтверждена экспериментом: воду в бассейне за очень короткий промежуток времени насыщали метаном, в результате чего все плавающие в бассейне предметы шли на дно.
При нынешнем прогреве океанических вод, затронувшем глубинные слои, выходы огромных метановых пузырей значительно участились. Один невероятно крупный пузырь, вышедший на поверхность в западной части Индийского океана, наблюдали космонавты с орбиты. Любое плавучее средство, оказавшееся в эпицентре такого пузыря утонет за считанные секунды.
Внезапными прорывами метана из морских залежей объясняют, в частности, исчезновения кораблей в В Бермудском треугольнике, море Дьявола и некоторых других местах, где на дне залегают большие скопления метанового льда. В этом отношении арктические представляют особую опасность.
В августе 2012 года в море Лаптевых, дне» недалеко от берега, при ясной погоде, спокойной воде, на глазах дюжины очевидцев внезапно утонула лодка с тремя рыбаками. «Справа от нас раздался громкий хлопок, - pacсказывал рыбачивший на своей лодке 62-летний Василий Николаев. А в той стороне как раз промышляли Симоненко с товарищами.
Я посмотрел туда, а там все как будто в мареве. Сам воздух дрожит. Лодка Симоненко тоже дрожит, и вдруг она пропала. И оттуда, где было марево, пошли сильные волны. Я и раньше слышал от знакомых рыболовов, что на море иногда хлопает. Однажды я сам услышал хлопок. Но что это может утянуть лодку с людьми - не а верил бы, еслибы увидел своими глазами.

«РАСПАД ШЕЛЬФОВЫХ МЕТАНГИДРАТОВ - " ЭТО НАСТОЯЩАЯ КАТАСТРОФА»
Экспедиция Шаховой и Семилетова периодически измеряла температуру поверхности морской воды на шельфе моря Лаптевых и бурила дно, чтобы выяснить, остаются ли отложения метана по-прежнему в «замороженном» состоянии. В итоге установлено, что вода в придонных слоях арктических морей в отдельных ка местах нагревается за лето более чем на 7 градусов по Цельсию.

По этой причине некоторые донные отложения метана уже «разморожены» (например, недалеко от дельты реки Лена) и выбрасывают на поверхность сотни кубометров газа, др «Испарение метана из метангидратных отложений на шельфе Сибири оказывает негативное влияние не только на арктический регион, но и на климат всего Земного шара», - считает Н. Шакова.

В свою очередь, профессор Кембриджского университета Питер Водхэмс - и глава англо-американской научной группы, занимающейся изучением современного состояния Арктики, отмечает, что таяние метангидратов на сибирском шельфе началось лишь недавно. «Массированный распад шельфовых метангидратов может стать настоящей катастрофой», - подчеркивает он.

Водхэмс и и его коллеги подсчитали, что процесс высвобождения метана из сибирского ко шельфа только за десятилетие может повысить температуру на планете примерно на 0,6 градуса по Цельсию.

«ТОЧКА НЕВОЗВРАТА» ПРОЙДЕНА?

Пристальное внимание учёных всего мира вызывают и метановые залежи на суше. При нынешнем потеплении они представляют не меньшую опасность для климата Земли, чем залежи на дне океанов. Огромные запасы метана хранит в себе сибирская вечная мерзлота. Образовавшись более 10 тысяч лет назад в последний ледниковый период, гигантские замёрзшие болота Западной Сибири постоянно генерируют в себе метан.

Их лёд задерживает этот газ, частью исходящий изнутри планеты, частью производимый микробами, живущими в почве. Сегодня летом мерзлота протаивает глубже, чем раньше, а по краям и вовсе постепенно исчезает, и в атмосферу поступают тонны метана, «запасённые» в прошлые столетия. Всё это приводит к усилению глобального потепления на планете, которое, в свою очередь, приводит к ещё большему таянию «метановых льдов».

В прессе этот процесс получил название «метанового маховика». Первые исследования метановых залежей в вечной мерзлоте начались в 1990-е годы. Однако о том, сколько метана мерзлота выбрасывает в атмосферу, известно ещё очень мало. По разным оценкам, в целом для Арктики, включая шельф и сушу, это от 20 до 100 млн тонн в год. Большинство учёных на Западе считают, что «точка невозврата» в процессе таяния вечной мерзлоты пройдена.

Потепление климата уже привело к активному распаду «метанового льда» в Сибири и в Ледовитом океане. Цепная реакция запущена. Высвобождение арктического метана провоцирует активное таяние айсбергов и ледяного покрова планеты и усиливает потепление, так как метан намного лучше других газов удерживает в атмосфере тепло. «Смешны наши попытки посредством квот снизить выбросы углекислоты, - говорит по этому поводу профессор Дж. Воргейт из Мичигана. - Взгляните на тундру.

Это её метан сейчас главный источник потепления, и удержать его не возможно никакими квотами и запретами».«Метановый лёд» тает сейчас везде, но, как полагают российские специалисты, арктические метановые залежи, сдерживаемые лишь относительно тонкой коркой льда, тают гораздо интенсивнее аналогичных залежей в других районах Земли.

Прогнозировать, когда начнётся широкомасштабное высвобождение арктического метана, учёные не берутся. Но если потепление будет продолжаться нынешними темпами, такое высвобождение начнётся уже в районе 2030 года. В результате парниковый эффект на планете усилится многократно. Уже к середине века на планете резко возрастёт количество осадков, начнётся затопление низинных областей, участятся жаркие периоды, ухудшится качество воды, уменьшатся урожаи и начнётся бурное развитие болезнетворных микробов.

Однако главная опасность парникового эффекта - это уход водяных паров в космос, обезвоживание планеты, превращение её в подобие нынешней Венеры или Марса.

100 великих тайн Земли Волков Александр Викторович

Метановые льды сулят безбедные времена?

Запасы энергоресурсов на нашей планете велики, даже если не принимать во внимание нефть или каменный уголь. Обширные месторождения гидрата метана, или метанового льда, покрывают морское дно, покоятся среди многолетней мерзлоты. Если удастся их освоить, то человечество будет обеспечено энергией на многие десятилетия, может быть, даже на столетия вперед, считают экономисты.

Метановый лед станет топливом завтрашнего дня, когда традиционные ресурсы начнут иссякать. Пока же в его промышленной добыче заинтересованы лишь отдельные страны, практически не располагающие нефтью или газом, например Япония. Но так ли доступен этот новый источник энергии? Не лопнет ли мечта о нем, как мыльный пузырь, как те метановые пузырьки, что непрестанно всплывают с морского дна, чтобы вмиг раствориться в воде или рассеяться в воздухе?

Споры об энергетике будущего продолжаются, а потому тем более важноизучить метановый лед, понять, как он образуется и какие проблемы могут возникнуть при разработке его запасов. По всему видно, что воспользоваться ничейными богатствами будет отнюдь не так просто.

Гидрат метан выглядит как обычный лед, запорошенный снегом. Он представляет собой соединение воды и метана, которое образуется лишь при температуре от 2 до 4 °С и давлении не менее 20 атмосфер. Вот почему его месторождения находятся либо в полярных областях, либо в глубинах океана. Нередко его называют горючим льдом, ведь, если поднести спичку к этому беловатому комку, он вспыхнет. Загорится газ, заключенный в водяном льде.

Если поднести спичку к комку метанового льда, он вспыхнет

Кристаллическая структура этого гидрата своеобразна. Молекулы метана втиснуты в «клетки», составленные из молекул воды. В «клетках» царит невероятная теснота. Подсчитано, что в одном кубическом метре гидрата метана содержится 0,8 кубометра воды и… 164 кубометра метана. При таянии льда весь метан, накопленный в его кристаллах, улетучивается в атмосферу.

Заинтересовались метановым льдом лишь в 1930-х годах, когда выяснилось, что при транспортировке газа в полярных областях трубы замерзают изнутри, в них образуется лед. В 1960-х годах этот необычный лед обнаружили в Сибири и Северной Америке при бурении в зонах многолетней мерзлоты. В 1970-х годах советские ученые отыскали гидрат метана на дне Черного моря, доказав, что подводные месторождения этого вещества, очевидно, широко распространены.

В естественных условиях гидрат метана образуется, прежде всего, на материковых склонах. Здесь много планктона, и при отмирании мельчайших организмов, его составляющих, огромное количество органических материалов оседает на дно океана. Бактерии разлагают органику, и в результате выделяется метан. При определенных давлениях и температурах он «вмерзает в воду». Так разрастаются пласты метанового льда. Они залегают, как правило, на глубине от 400 до 1000 метров – там, где вода очень холодна, а давление высоко. А вот в глубоководной части океана нет залежей гидратов, ведь там мало органики.

Итак, дно материковых склонов затянуто мощными пластами метанового льда. Порой их толщина превышает тысячу метров. Льдины забиваются в пустоты внутри породы, заполняют все полости между камнями. Даже рыхлые толщи песка насквозь проморожены пронизавшей их льдистой крупой.

Помимо морского дна, крупные месторождения гидрата метана встречаются в ледяных щитах Гренландии и Антарктиды, а также в районах многолетней мерзлоты на севере России и Америки, Здесь они залегают на глубине около полукилометра и ниже. Их мощность достигает нескольких сотен метров. В США оба наиболее исследованных месторождения расположены на суше, на побережье моря Бофорта, в районе залива Прадо-Бей. В холодном климате Аляски эти залежи сохраняют стабильность. Так что Аляску справедливо называют важнейшей энергетической сокровищницей США. Ее запасов хватит, чтобы сделать страну на многие десятилетия независимой от импорта энергоресурсов.

Очевидно, многие месторождения метанового льда до сих пор не обнаружены. Между тем они имеются не только в открытом океане, но и в Черном, Азовском и Средиземном морях, а также в Каспийском море (а вот Балтийское море мелковато для появления своего пояса метановых льдов).

Запасы гидратов кажутся почти безграничными. По заявлению Геологической службы США, «в газовых гидратах содержится вдвое больше углерода, чем во всех известных нам месторождениях ископаемых энергоносителей». По данным Международного совета ООН по изменению климата, опубликованным в 2009 году, общая энергоемкость месторождений гидрата метана составляет от 15 до 200 тысяч триллионов киловатт-часов. Для сравнения: уровень ежегодного потребления энергии на нашей планете оценивается примерно в 150 триллионов киловатт-часов. Метановые льды сулят безбедные времена?

…Но снова и снова слышатся голоса специалистов, считающих, что добыча метанового льда в промышленных масштабах недопустима, поскольку связана с проблемами, которые с трудом поддаются решению. Ведь в этих «айсбергах», придавленных толщей воды к материковым склонам, заключено громадное количество парникового газа – метана.

Гидрат метана очень неустойчив. Извлеченный на поверхность, он быстро тает, превращаясь в лужицу воды и струйку метана над ней. Так что при бесконтрольной добыче гидрата, да еще при нынешнем уровне технологий, значительная часть метана просто улетучится, что лишь усилит глобальное потепление. Метан, как парниковый газ, гораздо эффективнее углекислого газа, с выбросами которого в атмосферу безуспешно борются всеми конвенциями и конференциями. Он будет согревать не только дома и квартиры наших детей и внуков, но и всю планету. По подсчетам американского геолога Уильяма Диллона, за последние 100 лет вклад метана в повышение температуры оказался в 23 раза ощутимее, нежели углекислого газа.

Опасность состоит еще и в том, что при разработке верхних слоев месторождения весь ледник начинает таять. Метан самопроизвольно выделяется из лежащих ниже пластов. А ведь те цементируют рыхлые осадочные отложения, защищая материковые склоны от оползня. Когда «цемент» испаряется, весь склон рушится, как замок, возведенный из песка. Протяженность подобных оползней может достигать десятков километров. Потрясения в глубине моря отзовутся и на его поверхности, породят мощную волну – цунами.

Но даже если оставить месторождения метанового льда в покое и не осваивать их, они могут стать источником опасности в будущем, поскольку большие количества метана будут выделяться в атмосферу и при повышении температуры Мирового океана, и при таянии вечной мерзлоты. Чем сильнее прогревается морская вода, тем заметнее сокращается зона стабильности гидрата метана.

Нечто подобное уже было в истории нашей планеты около 55 миллионов лет назад, на рубеже палеоцена и эоцена. Тогда средняя температура на Земле была на 4-5° выше, чем теперь. Ученые полагают, что причиной этого глобального потеплению стало массовое таяние метанового льда. Как следствие, в атмосферу выделилось огромное количество метана – произошла так называемая «метановая отрыжка». За несколько десятков тысячелетий вымерли многие виды растений и животных, прежде всего фораминиферы, простейшие обитатели древних морей.

Экологи все чаще вспоминают историю с «метановой отрыжкой». А не придет ли все к этому через «каких-нибудь» несколько тысячелетий?

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПО) автора БСЭ

Погребённые льды Погребённые льды, см. в ст. Лёд подземный.

Из книги Преступники и преступления с древности до наших дней. Гангстеры, разбойники, бандиты автора Мамичев Дмитрий Анатольевич

ВО ВРЕМЕНА ЦЕЗАРЕЙ Клодий. Политический бандитизм в Древнем Риме (I в. до н. э.) В декабре 62 г. до н. э. римские женщины праздновали день Доброй богини. По традиции они собирались в доме Великого понтифика - Гая Юлия Цезаря. Торжество проходило спокойно. Вдруг раздались

Из книги Энциклопедический словарь крылатых слов и выражений автора Серов Вадим Васильевич

На все времена Из названия английского кинофильма «A man for all seasons» (1966), который в советском прокате был назван «Человек на все времена». Фильм был снят американским режиссером Фредом Циннеманом (1907-1997) по одноименной пьесе (1960) английского драматурга Роберта Болта (р. 1924).

Из книги Все шедевры мировой литературы в кратком изложении. Сюжеты и характеры. Зарубежная литература XIX века автора Новиков В И

Тяжелые времена (Hard Times)Роман (1854)В городе Кокстауне живут два близких друга - если можно говорить о дружбе между людьми, в равной мере лишенными теплых человеческих чувств. Оба они располагаются на вершине социальной лестницы: и Джосайя Баундерби, «известный богач,

Из книги История конницы [без иллюстраций] автора Денисон Джордж Тэйлор

1. Древние времена Главную силу римского войска составляла во все времена пехота. С ней они завоевали весь свет и на нее всегда обращалось неусыпное внимание, чтобы подержать ее на соответствующей высоте. Римская пехота была отлично вооружена как наступательным

Из книги Я познаю мир. Сокровища Земли автора Голицын М. С.

Времена ящеров Эра так называемой средней жизни - мезозойская. Длилась она около 170 млн лет. Это время господства пресмыкающихся (наземных позвоночных, рептилий, в частности ящеров), а также время появления первых птиц и млекопитающих.Во времена мезозойской эры на Земле

Из книги Я познаю мир. Великие путешествия автора Маркин Вячеслав Алексеевич

Во времена Средневековья Тысячелетие без открытийГеография по-арабскиПрорыв на Запад из КитаяИтальянцы в Золотой ордеПутешествие братьев ПолоСнова на Восток«Роман о Великом хане»Мореплаватели из фьордовСтрана Ледяная и страна ЗеленаяЗа пять веков до

Из книги 100 великих загадок астрономии автора Волков Александр Викторович

Льды, зной и циклы Миланковича Понятие «парниковый эффект» знакомо всем. СМИ регулярно сообщают о «глобальном потеплении», вызванном этим эффектом, а политики, не доверяя власти слов, делают решительные выводы, облекая их в такую словесную форму, как Киотский протокол,

Из книги Я познаю мир. Арктика и Антарктика автора Бочавер Алексей Львович

Льды и ледники Ледниками называют скопления льда, но не любые, а те, что образуются на поверхности планеты без вмешательства человека (то есть морозильные, камеры ледниками не считаются).И рождением своим, и смертью ледники обязаны свойству воды, отличающему ее от

Из книги Странники Вселенной автора Непомнящий Николай Николаевич

Льды на суше Среди ледников, которые лежат на поверхности суши, обычно выделяют две главные группы ледников: горные и покровные. Разница между ними в первую очередь в их размерах, но она влечет за собой и другие отличия. Первые относительно невелики, и их. форма

Из книги Я познаю мир. Оружие автора Зигуненко Станислав Николаевич

Как движутся льды Одна из важных особенностей ледников – их способность перемещаться по поверхности планеты. То есть ледники не просто растут или тают, но умеют и на самом деле двигаться. И даже двумя способами.Во–первых, когда льда накапливается достаточно много, он

Из книги Универсальный энциклопедический справочник автора Исаева Е. Л.

Льды в океане И в Северном Ледовитом, и в Южном океанах встречаются льды двух видов: морские льды и льды, сползшие с суши.Наземные ледники, которых особенно много в Антарктиде и в Гренландии, довольно часто спускаются в море. Волны раскачивают и обламывают их языки.

Из книги автора

Времена саксов В течение двух тысячелетий теологи рассматривают свет, воссиявший с небес и осветивший Савла, следовавшего в Дамаск в 35 году н. э., как духовное просветление. А не могло ли случиться так, что луч света, управляемый разумными существами с небес, из

Из книги автора

Нормандские времена После вторжения в Англию Вильгельма Завоевателя небесные знамения не заставили себя ждать. Так, Джофри Геймер писал:1067 год. «В этом году воистину многие люди видели огнеподобный знак. В течение года он неистово горел и жег, приблизившись к земле на

Из книги автора

Во времена наполеона Очередную революцию в военном деле произвела серия войн, потрясших Европу в 1799–1815 годах и прозванных наполеоновскими. Решительно отвергались старые тактические приемы, импровизированно, под огнем противника рождались новые. Так, если раньше атака

Правообладатель иллюстрации NASA / JHUAPL / SWRI Image caption Поверхность Плутона представляет собой динамичную систему

Ученые нашли доказательства существования на Плутоне дюн из замороженного метана.

Согласно данным исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Science , рельеф этой далекой карликовой планеты более разнообразен, чем считалось ранее.

• Где заканчивается Солнечная система?
• Ученые заметили рождение новой планеты из звездной пыли

Ранее предполагалось, что атмосфера Плутона слишком разрежена и не обладает качествами, которые присущи атмосфере нашей планеты - например, не может формировать барханов и дюн.

Открытие было сделано после анализа фотографий, сделанных аппаратом НАСА New Horizons ("Новые горизонты"), пролетевшим рядом с Плутоном в июле 2015 года.

Космический зонд летел к планете почти 10 лет, промчавшись мимо Плутона на скорости почти 60 тысяч км/ч.

Правообладатель иллюстрации NASA / JHUAPL / SWRI Image caption Дюны занимают значительную часть долины Спутника на нижней части этого снимка

В своем исследовании ученые рассказали, как изучали фотографии Равнины Спутника, частично покрытой чем-то, напоминающим дюны. По соседству протянулась цепь ледяных гор высотой около 5 км.

Исследователи пришли к выводу, что дюны находятся друг от друга на расстоянии 400-1000 м и состоят из замерзших метановых льдинок, размер которых в диаметре - около 200-300 микрометров. Это примерно соответствует размеру привычных нам песчинок.

Проектом руководил Мэтт Телфер - физический географ из Университета Плимута.

"Мы не можем рассмотреть каждую песчинку, но можем определить дюны и их физические характеристики, а также плотность атмосферы, в которой они сформировались", - рассказал он в интервью Би-би-си.

Правообладатель иллюстрации NASA / JHUAPL / SWRI Image caption На значительной части поверхности Плутона метановый лед может образовывать не дюны, а заструги

"Также мы можем измерить некоторые основные показатели, например, удаленность дюн друг от друга, а также примерную скорость ветров, которые их образуют. Затем мы можем ввести эти данные в физическую модель, на основе которой можно предположить примерный вес такой песчинки", - пояснил он.

Для формирования дюн нужна атмосфера такой плотности, которая позволит ветрам переносить материал, а также необходим запас сухих частиц и механизм, с помощью которого частицы будут отрываться от поверхности.

Поначалу казалось, что на Плутоне таких условий нет.

Но Телфер и его коллеги вычислили, что дюны могут находиться на участке поверхности Плутона, где дуют наиболее сильные ветры на планете, достигающие скорости 10 метров в секунду, что достаточно для переноса частиц такого размера.

Такие ветры порождаются нисходящими потоками газов с вершин окружающих гор, а также за счет процесса сублимации метанового льда, то есть перехода его из твердого в газообразное состояние.

Ученые пришли к выводу, что на склонах гор на Плутоне лежит снег, состоящий из метана и, возможно, азота, который в определенных условиях переносится ветрами в долины.

Движущей силой этого процесса может быть разогрев атмосферы Солнцем, который поднимает температуру выше минус 230 градусов по Цельсию, то есть точки замерзания азота.

При разогреве льда в поверхностных слоях почвы кристаллы метана передают свою энергию льду из твердого азота, что содействует его сублимации и позволяет кристаллам метанового льда подниматься ветром в атмосферу.

Правообладатель иллюстрации NASA / JHUAPL / SWRI Image caption Раньше мало кто предполагал наличие на Плутоне активной атмосферы

"Мы понимаем теперь, что это небесное тело на окраинах Солнечной системы вовсе не является замерзшим планетоидом - на самом деле это динамичный мир, который постоянно изменяется и по сей день", - говорит Телфер.

Эти мысли находят отражение в статье профессора Александра Хейза, астронома из Корнеллского университета в Итаке, США, которая также опубликована в журнале Science.

Он приводит высказывание покойного сэра Патрика Мура, знаменитого ведущего популярной программы Би-би-си "Небо ночью", который еще в 1955 году писал о Плутоне как о планете, погруженной в вечную ночь, где царят тьма, тишина и холод.

Как указывает астроном, настало время пересмотреть эти старые представления. По его словам, теперь ученые уверены в том, что Плутон является геологически разнообразным и динамичным миром, в котором есть и внутреннее тепло, и смена времен года, и сублимация поверхностного льда.

Он подчеркивает, что Плутон не является самым удаленным от Солнца телом в нашей планетной системе, а представляет собой скорее "форпост" на пути в неисследованные области пояса Койпера.

Правообладатель иллюстрации NASA/JHUAPL/SwRI/Steve Gribben Image caption В январе 2019 году зонд New Horizons пролетит мимо астероида 2014 MU69

Попутно стало ясно, что дюнный пейзаж характерен для целого ряда планет и других объектов нашей Солнечной системы - Венеры, Марса, спутника Сатурна Титана и даже кометы 67Р.

В настоящий момент космический зонд New Horizons приближается к другому объекту в поясе Койпера - транснептуновому астероиду 2014 MU69.

На следующей неделе на борт аппарата будет послана команда по активации его бортовых систем, а сближение с этим небесным телом состоится 1 января 2019 года.

Владимир ФРАДКИН

В массовом сознании альтернативными энергоносителями являются исключительно возобновляемые источники энергии – Солнце, ветер, биомасса, морской прибой и тому подобные. Есть, однако, и ещё один весьма перспективный, хоть и не возобновляемый энергоноситель: метан с морского дна. Многие о его существовании и не догадываются, что, в общем-то, простительно: ведь ещё совсем недавно об этом не знали и учёные. Между тем, на морском дне хранятся огромные запасы метана! Правда, он находится там в связанном виде – в форме твёрдых гидратов.

Образование гидратов метана, то есть его соединений с водой, происходит под воздействием высокого давления и низкой температуры – при условиях, вполне типичных для океанских глубин. Там, где океаническая плита, сдвигаясь, уходит под континентальную, возникают зоны мощнейшего сжатия. Они-то и выдавливают наружу метан, образующийся в толще органических отложений. Одна из таких тектонических зон находится у западного побережья Северной Америки. Экспедиция, отправившаяся туда на поиски гидрата метана, действительно его нашла, однако главной сенсацией стало то, что огромные его залежи были обнаружены непосредственно на поверхности морского дна. Профессор Юрген Минерт, научный сотрудник немецкого Исследовательского центра «Geomar» со штаб-квартирой в Киле, говорит: «Мы имеем основания считать, что газовая смесь, заключённая в этой породе, на 98...99 процентов состоит из метана. Когда проба грунта с морского дна поднимается на борт, газ тут же начинает улетучиваться. Чёрные пятна свидетельствуют о повышенном содержании углерода в осадочных отложениях. Иначе говоря, метан, обнаруженный на морском дне, является продуктом разложения органической материи, результатом отмирания живых организмов, то есть имеет биогенное, а не термогенное происхождение».

Образцы газогидрата, добытые у побережья США, с тех пор бережно сохраняются в специальных резервуарах-холодильниках и изучаются – например, в Институте полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Бремерхафене. Здесь расположена одна из немногочисленных лабораторий, в которых созданы условия, обеспечивающие сохранность газогидрата в первозданном виде. То есть в помещении поддерживается температура –27°C, так что исследователи вынуждены работать в специальных комбинезонах и тёплых перчатках. Поднятые со дна моря куски газогидрата внешне напоминают вывалянные в грязи куски льда. Собственно, это и есть лёд с высоким содержанием метана. Образцы нарезают на тончайшие пластинки, каждый срез фотографируют, и только после этого гидрат подвергают химическому анализу. Йенс Грайнерт, сотрудник Исследовательского центра «Geomar», поясняет: «По большей части, это метан. На 98% метан, но и остальное – это может быть сероводород, углекислый газ, – нас очень интересует, поскольку от примесей во многом зависит, при каких условиях гидрат стабилен, а при каких – нет. Зная это, можно браться за исследование вопроса, когда и как гидраты метана образуются, когда и как распадаются».

Немалый интерес к работам геофизиков проявляют и климатологи. В их глазах метан – не столько ценный энергоноситель, сколько один из главных виновников глобального потепления.

«Метан, как известно, третий по значимости парниковый газ. Принято считать, что важным источником метана являются океаны и – особенно – периферийные моря. Но зачастую учёные не могут даже качественно оценить, выделяет ли море метан в атмосферу или же, напротив, связывает атмосферный метан, образуя гидраты. А уж о количественной оценке этих процессов сегодня и говорить не приходится. Между тем, это очень важный вопрос. И мы надеемся, что наши новые приборы помогут найти на него ответ, – говорит Клаус Вайткамп, сотрудник Исследовательского центра «GKSS» в Геестхахте, специализирующегося на создании высокочувствительных газовых сенсоров. Но каковы же запасы метана в газогидратах? Могут ли они оказать существенное влияние на климат – например, если в результате глобального потепления залегающие на дне под толщей воды гидраты начнут распадаться на составные компоненты, и весь метан уйдёт в атмосферу?» Сотрудник Исследовательского центра «Geomar» Герхард Борман говорит: «Существуют оценки, согласно которым около 50% всего имеющегося на Земле углерода заключено в этих гидратах. Вы только представьте себе, мы столько говорили о содержании углекислого газа в атмосфере, о круговороте углерода в природе, и до сих пор не учитывали столь важное слагаемое этого процесса! Впрочем, все расчёты, которыми мы пользуемся, носят весьма приблизительный характер. Прогнозируя, где и в каком количестве могут быть обнаружены подводные газогидратные поля, мы исходим из сейсмических наблюдений и геофизических исследований. Но чтобы повысить достоверность прогнозов, необходимо произвести пробные бурения и замеры в тех районах океана, где предсказано наличие гидратов метана, и проанализировать полученные результаты. Пока мы лишь в самом начале пути, но думаю, что исследование газогидратов станет ключевой темой на ближайшие годы, а возможно, и десятилетия».

Поиски гидратов метана ведутся в самых различных районах мирового океана и с привлечением самой современной специальной техники. Примечательно, что при этом геофизики не жалеют сил на изучение придонной флоры и фауны. Дело в том, что обитатели морского дна могут служить своего рода индикаторами, указывающими на наличие в недрах месторождения газогидрата. Сотрудник Исследовательского центра «Geomar» биолог Петер Линке рассказывает: «Между известковыми глыбами, возникшими на дне в результате геохимических и тектонических процессов, происходит истечение метаносодержащих жидкостей, которые являются основой для существования определённого вида моллюсков. Наличие этих моллюсков и является для нас верным признаком, что тут из недр выделяется метан. Конечно, моллюски не могут питаться метаном как таковым – он для них так же ядовит, как и для человека. Здесь мы имеет дело с типичным примером симбиоза: метаносодержащая жидкость усваивается особыми бактериями, живущими в мантии моллюсков. А сами моллюски питаются отходами жизнедеятельности этих бактерий, что и позволяет им существовать на такой глубине, куда солнечный свет практически не проникает. Естественно, моллюски стремятся поселиться как можно ближе к источнику продовольствия, то есть к тем трещинам и щелям в известковых отложениях, из которых и происходит истечение метаносодержащих жидкостей. В свою очередь, эти моллюски служат пищей для некоторых других видов морской фауны. То есть те места, в которых, по нашим оценкам, существуют условия для образования газогидратов, являются своего рода оазисами в пустыне морских глубин».

Моллюски, извлечённые со дна моря во время экспедиции к побережью США, подверглись, разумеется, самому пристальному исследованию. Их препарировали, затем из тканей раковины и мантии учёные выделили углерод, связав его в углекислый газ, и проанализировали с помощью масспектрометра. Высокое содержание изотопа углерода С 12 позволило сделать вывод о том, что моллюски действительно питались за счёт жидкостей, омывающих газогидратные месторождения.

А вот найти этих самых моллюсков оказалось непросто: многочисленные пробы грунта со дна моря в тех местах, где – исходя из геофизических соображений – предполагались месторождения газогидратов, долгое время не давали положительного результата. Почему?

«Либо недостаточно настойчиво искали, либо источники метана, которые некогда давали пищу и служили основой существования этих моллюсков, сегодня обеднели или вовсе иссякли. Для моллюсков это катастрофа, они вымирают. Для нас же это свидетельство того, что источники бедны или пусты. Если мы обнаруживаем большую колонию живых моллюсков, это даёт нам основания полагать, что здесь имеются значительные источники метана. Если же никаких моллюсков нет или мы находим только пустые раковины, значит, интенсивного выделения метаносодержащих жидкостей здесь, скорее всего, не наблюдается, – продолжает Петер Линке, участник экспедиции, которая обнаружила богатые месторождения гидрата метана и сопутствующие им колонии моллюсков и у побережья США, и в Аравийском море у берегов Пакистана».

Однако наибольший интерес учёных вызывают холодные моря Крайнего Севера и Крайнего Юга. В частности, Охотское море. Профессор Эрвин Зюсс, долгие годы руководивший Исследовательским центром «Geomar», особо подчёркивает климатологический аспект: «Источником метана в Охотском море, как и во многих других периферийных морях, являются гидраты. Охотское море более 9-ти месяцев в году покрыто льдом, и поднимающийся со дна метан удерживается этим ледяным покровом. Весной, когда лёд начинает таять, в атмосферу в считанные недели уходят огромные массы метана. Учитывая важность метана как парникового газа, следует очень внимательно изучить влияние этих сезонных выбросов на глобальный климат. Это поможет разобраться в тенденциях и механизмах климатических изменений, происходящих на Земле».

Чтобы понять, изменения какого масштаба имеет в виду Эрвин Зюсс, следует принять во внимание такую цифру: из одного кубометра гидрата, извлечённого со дна морского, выделяется 164 кубометра газообразного метана! То есть речь идёт, с одной стороны, о скрытом в гидратах метана колоссальном энергетическом потенциале, а с другой стороны, об огромной опасности, которую эти гидраты могут представлять для климата планеты. А то, что месторождения газогидратов на морском дне действительно огромны, у специалистов не вызывает сомнений. Ганс Фаленкамп, профессор кафедры природоохранных технологий Дортмундского университета, говорит: «Запасы газогидратов геологи оценивают, соотнося их с суммарным объёмом разведанных на сегодняшний день месторождений нефти, природного газа и угля. Их вывод таков: залежи метана на дне морей и океанов обладают вдвое большими энергоресурсами, чем все прочие ископаемые энергоносители вместе взятые».

А это ни много ни мало – 10 тысяч миллиардов тонн. Однако технологии, пригодной для широкомасштабной добычи этого бесценного клада со дна моря, до недавнего времени не существовало. Коллега профессора Ганса Фаленкампа по кафедре природоохранных технологий Дортмундского университета – Хайко Юрген Шультц – говорит: «Предложенные до сих пор способы добычи были недостаточно эффективными. Произведённые расчёты показали, что метан, поднятый этими способами со дна моря, не может конкурировать с природным газом, добываемым традиционными методами».

Помимо низкой экономичности, есть и вторая проблема – безопасность. Залежи газогидратов располагаются на крутых склонах, на глубинах от 300 до 1000 метров и являются фактором, стабилизирующим морское дно в этих геологически-активных регионах. Широкомасштабная разработка месторождений может вызвать подводные оползни и, как следствие, разрушительные приливные волны – цунами. Кроме того, нельзя не считаться с возможностью аварийных выбросов огромных масс метана в атмосферу, что чревато грандиозной экологической катастрофой, не говоря уже об угрозе здоровью и жизни персонала, обслуживающего добывающее оборудование. Но Хайко Юрген Шультц предложил недавно новый и, как он считает, весьма перспективный метод добычи газогидратов. По крайней мере, расчёты на компьютерной модели выглядят многообещающе: «Мы представили технологию, которая позволит обеспечить высокую эффективность и значительные объёмы добычи».

Чтобы получить газообразный метан из твёрдых газогидратов, их нужно расплавить, то есть нагреть. Проект Хайко Юргена Шультца предполагает прокладку специального трубопровода с платформы на поверхности моря до залежей газогидратов на морском дне. Особенность трубопровода в том, что он состоит из труб с двойной стенкой. Это как бы два трубопровода, из которых один пропущен сквозь другой. Хайко Юрген Шультц поясняет: «По принципу действия это напоминает кофеварку. По внутренней трубе мы подаём морскую воду, нагретую до 30...40 градусов, непосредственно к месторождению газогидратов. Те плавятся, при этом из них выделяются пузырьки газообразного метана, которые вместе с водой поднимаются по внешней трубе наверх, к платформе. Там метан отделяется от воды и подаётся в цистерны или в магистральный трубопровод, а тёплая вода снова закачивается вниз, к залежам газогидратов».

Расчёты показывают, что при использовании такой технологии количество выработанной энергии в 40 раз превысит то количество, которое придётся затратить на добычу. То есть экономичность налицо. А как обстоит дело с экологичностью? Вопрос важный хотя бы уже потому, что метан – один из самых вредоносных для климата газов, – напоминает профессор Фаленкамп: «Все парниковые газы сравнивают, как правило, с углекислым газом. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 23 единицы».

Но если верить компьютерным расчётам, никаких аварийных выбросов метана ожидать не приходится. Более того, Хайко Юрген Шультц уверен, что его технология сводит на нет также и угрозу подводных оползней. В настоящее время он ищет инвесторов, чтобы реализовать свою идею на практике. Стоимость проекта оценивается в 100 миллионов евро.

Иркутские лимнологи исследуют топливо будущего, находящееся в придонных осадках озера

В начале сентября этого года в Листвянке собрались ученые со всего мира, чтобы узнать о достижениях ученых Иркутского лимнологического института в области исследований газовых гидратов, которые уже называют топливом будущего. Ученые из Китая, Японии, Бельгии, Германии и США приехали на Байкал, чтобы узнать об еще одной тайне уникального озера, скрывающейся в его придонных осадках, - о метановом льде.

Что такое горящий лед?

Под непонятным химическим термином «газовые гидраты» скрывается довольно простое явление - это рыхлый лед, состоящий из смеси воды и метана, который образуется при особых условиях, то есть при сочетании большого давления и низких температур. При пяти градусах по Цельсию это соединение образуется на глубине от трехсот до шестисот метров. От обычного льда он отличается только тем, что, когда его поднимают на поверхность, он начинает разлагаться на воду и метан, который способен гореть: если поднести спичку, можно поразить всех зрелищем горящего льда.

Исследование и промышленная разработка газовых гидратов - сейчас один из самых перспективных проектов энергетики всего мира. Это необычное соединение воды и газа среди прочего углеводородного сырья, такого как нефть и газ, считается топливом будущего.

Байкал является единственным пресноводным водоемом в мире, в глубинах которого обнаружены газовые гидраты. Его история насчитывает 25 млн лет, за это время на дне скопилось порядка семи с половиной километров осадков, в которых идет постоянное образование метана.

Никто не предлагает добывать гидраты на Байкале. Этот вопрос не стоит вообще в России - у нас достаточно природного газа и нефти. Но сегодня вопрос о промышленном использовании гидратов очень актуален для стран, имеющих выход к океанам или внутренние моря, - рассказал заведующий лабораторией геологии Байкала Института лимнологии Олег Хлыстов. - Например, нашими разработками очень интересуются Япония и Индия. В 2005 году индийцы приезжали к нам, участвовали в двух экспедициях. Хотя в Индийском океане предполагаются обширные запасы гидратов, впервые они подержали их в руках только на Байкале. С Японией мы сотрудничпем уже пять лет и каждый год проводим совместные экспедиции.

Преимущество Байкала состоит в том, что, в отличие от морей, исследования зимой можно проводить прямо со поверхности льда. Сейчас ученые ставят себе задачу отработать на Байкале - как на экспериментальной площадке - технологию промышленной добычи газогидратов, которую впоследствии будут использовать во всем мире.

Шахтерам подарят букеты, питающиеся метаном

Кроме исследования гидратов в качестве топлива будущего ученые Лимнологического института СО РАН попутно интересуются другими связанными с этим проблемами. Например, как происходит на Байкале поглощение избытков метана, какое влияние этот газ оказывает на экосистему озера, есть ли от него вред.

Мелкие выбросы метана на Байкале постоянно происходят на мелководьях - в дельте Селенги, на Посольской балке, в бухте Бабушкина. В этих местах он просто выходит пузырями на поверхность.

Мы уже знаем, что экосистема Байкала приспособилась к постоянному выделению метана со дна озера. В частности, существуют разные виды микроорганизмов, которые перерабатывают метан, - говорит ученый секретарь института Тамара Земская.

Исследуя бактерии, которые поглощают метан на Байкале, ученые пришли к мысли, что их целесообразно использовать в шахтах. Теоретически рассуждая, ферменты байкальских микроорганизмов можно пересадить в обычные растения. Взрывы метана в угледобывающих районах России преподносят нам трагедию за трагедией. И как один из способов обезопасить шахты ученые предлагают использовать эти растения, питающиеся метаном.