Мировые океаны и болота стоят на страже климата

Балтийское море отличается высоким содержанием питательных веществ, из-за этого поглощение СО2 за счет фотосинтеза проходит особенно активно (на фото карбоновый полигон «Росянка»). Фото с сайта www.rosyanka.kantiana.ru

Моря и океаны полны загадок. Участие их систем в круговороте углерода мало изучено, а возможности для хранения СО2 огромны. Ученые со всего мира пытаются реализовать этот потенциал. И любопытные открытия тут происходят все чаще. Только недавно международная команда исследователей сообщила об обнаружении двух глубоководных групп микроорганизмов, которые производят аморфный углерод (свободный химически активный углерод без какой-либо кристаллической структуры). Соответствующая статья появилась в американском научном журнале Science Advances 27 октября. А ранее о подобных процессах у живых организмов и подумать было сложно, так как обычно для формирования аморфного углерода требуются экстремальные химические реакции.

Внимание на морские глубины при создании карбоновых полигонов обратили и российские ученые. Так, для сотрудников Сахалинского государственного университета (СахГУ), который входит в научно-образовательный центр (НОЦ) мирового уровня «Север: территория устойчивого развития», главным объектом исследования стал залив Анива. Их основная задача разобраться, какую долю парниковых газов, выделяемых промышленными и коммунальными предприятиями региона, способно поглотить Охотское море, чтобы со временем привести Сахалинскую область к углеродной нейтральности. Углеродный след они будут искать в воде, водорослях и раковинах моллюсков.

Водорослей, например ламинарии, в Охотском море очень много, это настоящие подводные леса, поглощающие СО2 и выделяющие кислород. Вот только жизненный цикл у водорослей короткий, и после его завершения часть биомассы попадает на берег, где разлагается и уже выделяет углекислый газ и метан. Поэтому еще один вопрос для изучения – сбор и переработка водорослей в какой-либо полезный продукт, чтобы избежать эмиссии. Использовать водоросли можно в еду, для производства биологически активных веществ, удобрений или биотоплива. Опыт индонезийского острова Сулавеси показал, что, выращивая водоросли и собирая штормовые выбросы, в год можно изымать около миллиона тонн в СО2-эквиваленте, говорят эксперты.

Ирина Ведерникова, руководитель Сахалинского климатического центра на базе СахГУ, заметила, что лесных проектов по поглощению СО2 в мире достаточного много, и они успешно продают углеродные единицы на рынке, а вот проектов «голубого» углерода на основе морских экосистем нет. По ее словам, стоимость таких единиц на сахалинском проекте может достигать 15 долл. за тонну. А это в три раза больше, чем потенциально могут обеспечить местные лесоклиматические инициативы.

Еще один перспективный карбоновый полигон – «Росянка». Его организовал Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта (БФУ им. И. Канта), который входит в межрегиональный НОЦ мирового уровня «МореАгроБиоТех», созданный благодаря нацпроекту «Наука и университеты», реализуемом Минобрнауки России. Причем полигон включает сразу две площадки – морскую и сухопутную.

Морской участок приходится на район Гданьской впадины, где расположена метановая аномалия. Концентрация этого газа там в десятки раз превышает фоновые значения на прилегающей территории. Эти потоки метана, которые идут из литосферы в гидросферу и затем попадают в атмосферу, ученым предстоит оценить.

Океаны, как и леса, – легкие планеты, они улавливают углекислый газ, часть которого используется в фотосинтезе, часть растворяется и связывается с другими элементами, часть захоранивается в осадках. Вот только у океанов есть предел, рассказала Лейла Баширова, замдиректора по научной работе Атлантического отделения Института океанологии РАН, директор НОЦ «Геоэкология и морское природопользование» БФУ им. И. Канта. Углекислый газ постепенно изменяет водную среду от щелочной к кислотной, происходит асидификация океана. Между тем Балтийское море отличается очень высоким уровнем энтрофикации, то есть большим содержанием питательных веществ. Как результат, высокая скорость биопродуцирования и роста биомассы фитопланктона, бурно развиваются сине-зеленые водоросли. Благодаря этому там наблюдается ярко выраженный региональный максимум поглощения СО2 из атмосферы за счет фотосинтеза. Он накапливается в биомассе или захоранивается в осадках.

На морской площадке уже с апреля проводится экспедиционное исследование: отбираются пробы воды, пробы донных осадков, чтобы проследить потоки парниковых газов. Помимо прочего в исследованиях будут задействованы седиментационные ловушки, разработанные в России. Они позволяют собирать взвешенное вещество, которое опускается с поверхности воды на дно. Будет проводиться спутниковый мониторинг, зондирование толщи воды, подсчет биомассы и первичной продукции, определение качественного и количественного содержания газов.

Вторая площадка полигона БФУ им. И. Канта – это карбоновая ферма на торфянике Виттгирренском, осушенном болоте. Здесь будет проходить тестирование технологий вторичного заболачивания для сокращения эмиссии парниковых газов.

Естественные болота – это идеальная среда для консервации углекислоты, за год 1 кв. м торфа поглощает 1,13 кг СО2, сообщила Лейла Баширова. Но вот если болото осушено, оно начинает активно возвращать в атмосферу весь накопленный углерод. «Технология не какая-то фантастическая, но довольно сложная. Первые результаты, как правило, можно увидеть через 5–10 лет после обводнения. Будем проводить мониторинг и сравнивать с необводненной частью, смотреть, насколько снижается эмиссия и увеличивается поглощение углекислого газа. Сейчас там производятся первичные измерения и оценка растительности, потому что у каждого типа растительности свои коэффициенты поглощения излучения, то есть коэффициент эмиссии, идет оценка торфяной залежи», – отметила Лейла Баширова. По ее словам, восстановление болот необходимо не только ради сокращения выбросов парниковых газов, но и ради предотвращения пожаров. Прежде всего именно с этой целью технологии обводнения успешно применялись в Московской области.

Работы по снижению негативного воздействия человека на окружающую среду, безусловно, дорогостоящие и требующие терпения, однако сейчас важно максимально адаптироваться под ситуацию и минимизировать вклад в климатические изменения, считает Лейла Баширова. Впереди у нас долгий и сложный путь восстановления, но пройти его необходимо.