Атмосферный метан ставит в тупик климатологов

Осенью 2013 года действующая под эгидой ООН организация под названием "Межправительственная группа экспертов по изменению климата" представила первую часть своего очередного доклада о последствиях глобальных климатических изменений, вызванных деятельностью человека. В текущем году будут представлены две остальные части доклада.

Однако этот, уже пятый по счету, доклад, так же как и предыдущие, является, по сути дела, всего лишь статистическим справочником, хотя и претендует на большее. Обобщение и анализ данных, а тем более выводы и рекомендации - самая слабая сторона доклада. Это лишний раз демонстрирует наличие серьезных пробелов в знаниях ученых о тех закономерностях, которым подчиняются изменения климата, о сложных климатообразующих процессах, протекающих на суше, в океане и в атмосфере, и о механизмах, регулирующих эти процессы.

Метан - это большая головоломка

И вот теперь редакция авторитетного научного журнала Science задумала серию статей об этих пока не вполне понятных факторах в климатологических моделях. Первая статья посвящена метану - широко известному и, казалось бы, прекрасно изученному парниковому газу.

"Метан - это большая головоломка, - говорит, однако, профессор Лондонского университета Юан Низбет (Euan Nisbet), посвятивший многие годы изучению этого газа. - Он образуется как естественным путем, на водно-болотных угодьях, так и в результате деятельности человека. Скажем, скотоводство: коровы производят уйму метана. Добыча нефти и газа тоже сопряжена с выбросом в атмосферу изрядного количества метана. А поскольку у каждого из этих источников уровень эмиссий постоянно колеблется, то определить, кто сколько метана в данный момент производит, трудно".

За время, прошедшее с начала индустриализации, содержание метана в атмосфере выросло в 2,5 раза, однако этот рост происходил весьма неравномерно.

Гипотезы вместо знаний

Более того, в период с 1999 по 2006 годы концентрация метана в атмосфере и вовсе не увеличивалась. Точные причины этой аномалии климатологам неизвестны, на сей счет существуют лишь более или менее правдоподобные гипотезы, говорит профессор Низбет: "В это время газовая отрасль инвестировала огромные деньги в развитие инфраструктуры, в приведение в порядок трубопроводов и оборудования. Это происходило повсеместно, потому что из-за утечек газодобывающие компании несли серьезные финансовые убытки. Таким образом, добыча газа продолжала нарастать, а эмиссия метана практически не увеличивалась".

Однако в 2007 году "период застоя" кончился, и содержание метана в атмосфере нашей планеты снова поползло вверх. Сегодня ежегодный прирост составляет свыше 20 миллионов тонн. Эксперты связывают это с увеличением площади болот, в которых метан выделяется бактериями, разлагающими органические вещества.

Загадка "пропавшего" метана

Причем этот феномен наблюдается как в Арктике, где к образованию множества болот и мелководных озер привело вызванное потеплением таяние вечной мерзлоты, так и в тропиках, где обширные территории суши оказались затопленными или заболоченными после чрезвычайно обильных дождей в 2007 и 2008 годах.

Но даже если все это так, многие вопросы остаются открытыми. Например, по-прежнему не решена загадка "пропавшего" метана. Дело в том, что сегодня все страны ведут строгий учет своих выбросов парниковых газов и передают эти данные в ООН. Так вот, исходя из этих цифр, метана в атмосфере должно быть больше, чем его имеется в действительности. Нехватка составляет ни много ни мало 20 процентов.

Но и это не все, говорит профессор Низбет: "Еще одна загадка связана с тем, что в атмосферном метане изотопный состав углерода сдвинут сегодня в сторону более легкого изотопа С-12, что свидетельствует о биологическом происхождении метана. Ведь растения в процессе фотосинтеза избирательно поглощают именно С-12, поэтому повышенное содержание этого изотопа в атмосферном метане указывает на то, что его источником является процесс разложения биомассы - будь то в болотах или в коровьих желудках. Но мы знаем, что добыча нефти, газа и угля быстро растет, а при этом и выбросы метана должны увеличиваться. Однако ничего подобного наши измерения не показывают".

Без мониторинга нам не обойтись

С другой стороны, эти измерения трудно назвать надежными - по той простой причине, что соответствующие автоматические контрольно-измерительные станции распределены на поверхности планеты крайне неравномерно. Густые сети таких станций есть сегодня только в Европе и Северной Америке, вскоре такая сеть должна появиться в Китае. Во всех прочих регионах земного шара станции либо очень малочисленны, либо вовсе отсутствуют. А из космоса за эмиссией метана следит один лишь японский спутник Ibuki ("Дыхание"), он же GOSAT (Greenhouse Gases Observing Satellite - "Спутник для мониторинга парниковых газов"). Причем плотная облачность снижает точность измерений, а в темноте установленные на борту спутника инструменты вообще не работают.

Впрочем, у Европейского космического агентства есть собственная программа измерения концентраций углекислого газа и метана в атмосфере, вот только запуск соответствующего спутника - он именуется CarbonSat - планируется осуществить не ранее чем в 2018 году. Ученые ждут этого старта с нетерпением. "Существует немало возможностей снизить объем выбросов метана в атмосферу, - говорит профессор Низбет, - но сначала мы должны понять исходную ситуацию, выяснить, что же мы имеем на данный момент, иначе оценить эффективность принимаемых мер будет невозможно. Поэтому без высококачественного мониторинга нам никак не обойтись".