Германское научно-исследовательское судно “Полярная звезда”, плавающее сейчас в южных водах между Африкой и Антарктидой, готовится к крупномасштаб ному эксперименту. На его борту большой резервуар, наполненный раствором сульфата железа, который будет вылит в океан. Виктор Сметачек, руководитель экспедиции, уже определенно знает, что такой раствор благотворно, словно прекрасное удобрение, действует на морские водоросли. Под влиянием сульфата железа плавающие растения на площади примерно в сотню квадратных километров начнут бурно развиваться.
Но главная цель эксперимента, конечно же, не в том, чтобы получить обильный урожай водорослей. Исследователи рассчитывают собрать большой цифровой материал по итогам опыта. Возьмут множество проб воды там, где разрослись плавающие водоросли, получат снимки, сделанные со спутника, проведут сравнительный анализ этого материала с данными стационарных контрольных станций. Так Сметачек надеется открыть “одну из больших тайн нашего климата”. Он, как и ряд других современных исследователей, считает, что где-то за пеной “ревущих сороковых” южного океана скрывается колесо машины, двигающей климат нашей планеты.
Водная поверхность Земли как бы вытягивает из атмосферы огромное количество углекислого газа — основного виновника роста парникового эффекта. Это делают, главным образом, микроскопические морские организмы. С помощью солнечного света они превращают двуокись углерода в углеводы. Потом крошечные организмы погибают и опускаются на дно. Там накапливаются миллиарды тонн связанного углерода, когда-то извлеченного из СО2 атмосферы и выключенного из планетарного круговорота веществ.
Приведенная схема в принципе очень проста, но, если рассматривать точные взаимозависимости обмена двуокиси углерода между почвой, водой и атмосферой, то они достаточно сложны. В глобальной системе циркуляции есть множество ответвлений, в которые СО2 проникает и на долгое или короткое время выпадает из круговорота. О создании именно такого типа складов двуокиси углерода шла речь на международной конференции в Гааге, когда рассматривались различные способы устранять излишки двуокиси углерода из атмосферы.
На этой встрече ученые, политики и представители производства обсуждали, конечно, и вопрос о том, как сократить выброс в атмосферу продуктов сгорания, не доходя до роковой черты. Шесть миллиардов тонн углерода ежегодно сжигают жители Земли. Для того чтобы вывести парниковые газы из планетарного оборота и заставить углерод “залечь” на дно океана, человечеству осталось совсем мало времени. О дефиците его говорят еще не опубликованные, но уже доложенные на конференции результаты работы группы ученых, созданной ООН для изучения нынешних изменений климата. Некоторые выводы, сделанные ими, вселяют большое беспокойство: “Потепление Земли нарастает все быстрее”. Это слова К. Тренберта — одного из руководителей группы. Такой же вывод сделали и американские исследователи процессов в атмосфере. По их мнению, к 2100 году средняя температура в мире вырастет на 6 градусов. Это на 2,5 градуса больше, чем показывали подсчеты, проводимые ранее.
До конца XXI столетия, если объемы выброса двуокиси углерода в атмосферу сохранятся на существую щем уровне, содержание в ней парниковых газов почти удвоится по сравнению с сегодняшним днем. Если даже восстановить все леса, которые были до появления человека на Земле, концентрация двуокиси углерода уменьшится лишь на одну десятую часть (а возможно, и меньше) от ожидаемого ее прироста к 2100 году, считает К. Тренберт.
Насколько изменится климат нашей планеты при таком повышении концентрации двуокиси углерода? Ответ на этот вопрос даже с помощью компьютеров удается получить лишь очень приблизительный.
Примеров, аналогичных сложившейся ситуации, в истории Земли ученые не находят. Бурение антарктического ледяного щита позволило определить содержание СО2 в атмосфере за последние 400 000 лет. Выявилась удивительная стабильность его концентрации. Правда, в некоторые периоды были колебания, но никогда количество СО2 в атмосфере не переступало границу нынешнего уровня.
Исследователи, работавшие в Антарктике, высказали предположение, что планета имеет систему автоматического саморегулирования концентрации углекислого газа в атмосфере. Но она действовала до тех времен, пока не изобрели паровую машину: ее топки стали поглощать углеродное топливо во все возрастающих объемах. Потом к ней подключились двигатели внутреннего сгорания... Сегодня нам уже трудно представить, что нынешняя рекордная концентрация углекислого газа в атмосфере когда-либо может быть сведена на прежний, “привычный” для природы уровень. “Для этого ни при каких условиях, — считает один из исследователей этой проблемы Х. Фишер, — люди не должны увеличивать поступления СО2 в атмосферу”.
О способности планеты к саморегуляции говорит, например, такое явление: когда вулканы выбрасывают миллионы тонн углекислого газа или когда бушуют крупные лесные пожары, очевидно, что концентрация двуокиси углерода в атмосфере повышается. Но ее обычная относительная стабильность указывает: в природе есть механизм, который выводит излишек СО2 из оборота. Поэтому в истории нашей планеты не было никаких чрезвычайных событий, вызванных длительным повышением концентрации двуокиси углерода. Ученые, придерживающиеся этой точки зрения, считают, что такой механизм саморегуляции надо искать во взаимодействии океана и суши. Отсюда стремление измерить, превратить в цифры самые разные явления, связывающие океан с континентами. Одна из гипотез, работающая в этом направлении, получила название “железная”.
Суть дела в том, что в океане есть места, где, несмотря на достаточное количество питательных веществ, морские водоросли не очень-то разрастаются и выглядят более чем скромно. В. Сметачек (о его эксперимен те речь шла в начале статьи) установил, что морским растениям часто не хватает железа как микроэлемента. “Но всегда там, — поясняет исследователь, — куда пыльный ветер заносит с материков в океан этот микроэлемент, благоденствуют водоросли, связывающие двуокись углерода и уносящие ее на дно”.
Экспедиция, отправившаяся на “Полярной звезде” в Южное полушарие, должна в широком масштабе проверить эту гипотезу. Для эксперимента выбран район океана, где воды обеднены железом. Он протянулся как пояс между Антарктикой и Южной Америкой, Африкой, Австралией. Урожайность водорослей в этих водах зависит от ветров, дующих из таких далеких мест, как пустыня Гоби, западная или центральная часть Индостанского полуострова, или с песчаных просторов Африки. Пыль, содержащая железо, подхватывается этими воздушными потоками, а потом оседает на поверхности океана.
Недавно новозеландские ученые опубликовали отчет о своих экспериментах с “железными” удобрения ми. На снимке, сделанном из космоса, они обнаружили очень мощное развитие морских водорослей (на снимке из космоса их скопление напоминает серп). Экспедиция на “Полярной звезде” хочет проследить, как умножается урожайность водорослей при добавке железа и действительно ли после этого происходит надежное захоронение углекислого газа, поглощенного растениями.
Ученые, инженеры, а прежде всего политики и капитаны индустрии, высказывали на конференции в Гааге свою готовность использовать природные явления, оздоровляющие атмосферу. Если действительно удастся делать это постоянно, то, безусловно, можно получить весьма ощутимые результаты.
На конференции не было недостатка в предложениях конкретных планов действий. Большое внимание уделено лесам как аккумуляторам углекислого газа. В настоящее время леса планеты содержат 610 миллиардов тонн углерода.
Прозвучала, например, идея такого рода: кто хочет построить новую электростанцию, которая будет работать на сжигаемом ископаемом топливе, должен высадить лес, способный поглотить столько двуокиси углерода, сколько ее будет выбрасывать электростанция. Однако, по мнению некоторых ученых, и этот путь не вполне надежен. При нарастающей температуре атмосферы растения станут выделять в ночное время (при дыхании) углекислоты больше, чем поглощать ее днем при фотосинтезе.
Гораздо выгоднее сразу, на месте удалять углекислый газ из продуктов горения — говорили другие. И такая электростанция уже сегодня есть в США. Стоит это недешево: от 40 до 70 долларов за тонну улавливаемого газа. Но что делать с огромным количеством СО2, если на всех использующих теплотворные возможности углерода объектах начнут отбирать образующийся при горении углекислый газ? До сих пор твердую углекислоту использовали в холодильной промышленности, в индустрии прохладительных напитков...
Планов рационального применения столь гигантской массы этого газа пока нет. Сегодня речь идет главным образом о создании складов, где углекислый газ мог бы существовать в изоляции от природы. Высказывают ся идеи закачивать его в выработанные подземные пространства, оставшиеся после добычи природного газа или нефти. Такой опыт уже есть: Норвегия создала склад на морском дне, в песчанике.
Массачусетский технологический институт (США) при поддержке ряда богатых фирм прошлым летом попробовал закачивать углекислый газ на большие глубины океана, где господствуе т высокое давление. Там газ превратился в жидкость. Инженеры института надеются, что им удастся на дне океана сделать озеро из стабильной двуокиси углерода. Но и тут есть возражения: воды океана, окружающие озеро из СО2, получат сильные кислотные свойства, губительные для всего живого, что окажется рядом.
На фоне многих подобных проектов идея В. Сметачека выглядит очень оптимистически. По его расчетам, морские водоросли только в приполярных частях океана при добавке в воду железных удобрений в течение года способны отправить на дно до одного миллиарда тонн углерода. Но даже если брать совсем реальные цифры, то и тогда на протяжении двух столетий можно извлечь из атмосферы от 30 до 50 миллиардов тонн углерода.
Измерения океанских течений показывают: в приполярных морях огромные массы воды уходят вниз, ко дну — не означает ли это, что для СО2 сама природа приготовила там надежную могилу?
Но, конечно же, предстоит еще огромная исследовательская работа. Как говорит В. Сметачек, “природа не так проста, чтобы позволить нам столь кардинально вмешаться в поведение климата”.
