Сиквел «Послезавтра»
специальный проект
Сиквел «Послезавтра»
Зачем региону «карбоновый полигон» и что это такое
В Калининградской области начался масштабный проект по изучению парниковых газов. Это один из семи российских «карбоновых полигонов», его оператором стал БФУ имени Канта. Работу курирует Министерство науки и высшего образования РФ. Цель — оценить уровень эмиссии (выбросов) парниковых газов и предложить решение по контролю этих выбросов, а также выработать меры по адаптации к новым реалиям: резким колебаниям температур, аномальным ливням и ураганам и другим погодным катаклизмам. О том, что и как исследуют ученые, почему это важно для обучения студентов, рассказывает Лейла Баширова, кандидат геолого-минералогических наук, замдиректора по научной работе Атлантического отделения Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, старший научный сотрудник лаборатории морского природопользования кафедры географии океана БФУ им. И. Канта.
О том, что такое карбоновые полигоны и почему они появились
Это территории, где проходят измерения, исследования климатически активных газов — они называются парниковыми, потому что при большом содержании в атмосфере создают парниковый эффект. Такие газы, словно щит, не дают тепловому излучению, которое отражается от Земли, уходить обратно в космос, — атмосфера, в особенности у поверхности Земли, сильно прогревается. Это и есть парниковый эффект. Так вот, на таких участках анализируются и измеряются потоки парниковых газов, их выброс в атмосферу — эмиссия, и их сток — или поглощение из атмосферы. И вычисляется баланс. Кроме того, на этих же территориях отрабатываются технологические решения по контролю за выбросами и стоком этих газов; реализуется образовательная часть, подготавливаются молодые кадры для того, чтобы они в дальнейшем могли осуществлять эти измерения и мониторинг, владели технологиями контроля парниковых газов.
Для чего они были созданы? В 2015 году взамен Киотского протокола появилось Парижское соглашение в рамках Конвенции ООН по климату. Россия его тоже подписала, оно обязывает страны регулировать выбросы парниковых газов и максимально стремиться к тому, чтобы повышение температуры на Земле не превышало 2 градусов, а еще лучше 1,5. Это оптимальный прогноз, при котором мы более-менее сможем существовать, потому что уже сегодня некоторые изменения необратимы.
О резком потеплении и еще более резком похолодании
Это в принципе процесс естественный — похолодание, потепление — но считается, что мы его ускоряем. Все, наверное, помнят фильм «Послезавтра», где в начале как раз говорится о том, что эти процессы взаимосвязаны: резкое потепление приведет к резкому похолоданию. А все должно быть плавно, постепенно, чтобы мы успели адаптироваться к изменениям.
Старший научный сотрудник лаборатории морского природопользования кафедры географии океана БФУ им. И. Канта Лейла Баширова
Факт остается фактом: последние 150−200 лет промышленного бума по мере повышения температуры (которая ползет вверх по чуть-чуть) резко вырос уровень парниковых газов. Именно это и пугает ученых. История климата говорит о том, что цикличность была всегда и теплые периоды сменяли холодные, но, если посмотреть на последний миллион лет, давно не было таких высоких значений уровня парниковых газов. Даже в последний теплый период (так называемое Эмское потепление, около 130 тыс. лет назад), аналогичный нашему, когда уровень средней температуры был на 2 градуса выше, уровень парниковых газов не был таким высоким. И отсюда возникает вопрос: может быть, человечество в этом виновато? Но когда говорят: человечество должно выйти из климатического кризиса — это неверно, мы не можем остановить уже запущенные процессы. Наша задача — стараться не навредить, замедлить эти темпы. Парижское соглашение призывает к тому, чтобы мы задумались, уменьшили воздействие на природу и сгладили неизбежный процесс. А самое главное — адаптироваться. Поэтому в мире принимаются национальные и региональные концепции адаптации к изменению климата. В нашем регионе тоже есть такая концепция, но она принята в 2017 году и требует постоянного пересмотра и обновления.
О Виттгирренском торфянике как части «карбонового» проекта
Карбон — это углерод, а он содержится в основных парниковых газах, таких как углекислый газ и метан. В России запущена масштабная программа по их изучению, пока для этого в разных регионах создано семь площадок. Наш полигон состоит из двух площадок — сухопутной и морской. На суше это торфяник Виттгирренский в Славском районе. По сути, осушенное болото, а болота являются резервуарами CO2, углекислого газа — один квадратный метр болота, по разным оценкам, поглощает более 1 кг углекислого газа в год. Торф обладает способностью накапливать углекислый газ — когда верховое болото находится в естественном состоянии и торф увлажнен, то его поверхность покрыта зеленым ковром мха — сфагнума. Благодаря мху торфяная толща растет, и болото еще больше накапливает CO2. Но раньше (не только у нас, но и за рубежом) массово осушали болота для добычи торфа, она ведется и сегодня, хоть и не в таких масштабах: торф — это топливо и удобрение. На Виттгирренском торфянике разработки прекратились в 90-х годах, болото осталось осушенным. А все подобные территории, во-первых, пожароопасны, потому что это мелкодисперсная пыль, которая загорается очень быстро, причем торфяники горят «изнутри», их очень сложно тушить. А, во-вторых, они начинают «фонить», излучать углекислый газ — все, что было накоплено, выходит в в атмосферу. И наши коллеги в России и за рубежом, в Белоруссии, Германии и других странах проводили исследования, которые доказали: если вторично обводнить осушенное болото, мы сможем превратить излучатель снова в поглотитель. До 50% может сократиться эмиссия, то есть выбросы парниковых газов. И такие работы проводились и проводятся в России — в Подмосковье очень много обводненных болот — работа, выполненная нашими коллегами из Института лесоведения РАН и их партнерами.
Карбоновая ферма на Виттгирренском торфянике
О росянке как индикаторе «самочувствия»
Это мы и хотим отработать на торфянике — часть его заболотить, но это не значит, что там будет стоять вода, просто торф увлажнится, опять появится сфагнум. А мы будем делать измерения на осушенной и на заболоченной части, смотреть, как меняется уровень эмиссии парниковых газов. Это, конечно, небыстрый процесс, болото восстанавливается 5−10 лет, а то и больше — все зависит от того региона, где это происходит. Мы хотим отработать технологию для Калининградской области, понять, насколько уменьшится эмиссия. Ожидаем где-то 40−50%.
Мы наблюдаем изменения экосистемы и прогнозируем, через какой период она придет в равновесное состояние.
Технически измерения парниковых газов происходят так: на место выезжает группа ученых, находится там круглосуточно, делает измерения с определенным периодом — 3−4 часа. Повторять измерения надо несколько раз в год, чтобы захватить все сезоны и переходные периоды — чем больше статистики, тем лучше. Далее наблюдаем изменения экосистемы и прогнозируем, через какой период она придет в равновесное состояние. Наш карбоновый полигон, кстати, называется «Росянка». И это не случайно: так называется болотное растение, которое появляется тогда, когда болото чувствует себя хорошо, когда оно увлажнено. Это наш флаг, индикатор, то, к чему мы стремимся.
О морской части полигона
Второй наш участок находится в Балтийском море. Оно полузамкнутое, в нем очень много нутриентов, питательных веществ, из-за этого повышенная эвтрофикация, биопродуктивность, развивается большое количество сине-зеленых водорослей. Есть в этом отрицательные моменты — мы все слышали про заморы, про токсичные водоросли; с другой стороны, водоросли — это фотосинтез. Они очень много поглощают CO2 и выделяют кислород. Это малоизучено: каков баланс между эмиссией и поглощением углекислого газа в случае с Балтикой, положительный он или отрицательный. Кроме того, в том участке, где мы проводим исследования, в Гданьской впадине, есть так называемая метановая аномалия — там в осадках содержится метан, его концентрация в десятки раз больше, чем фоновая (в других районах Балтики). И неизвестно, с какой скоростью выделяется этот метан, важно понять, каковы его потоки из литосферы в гидросферу и атмосферу.

Кроме того, на Балтике добывают много углеводородного сырья — речь о нефтедобыче — важно, сколько CO2 при этом выделяется, его никто не считал. Также на морской площадке можно отработать технологию консервации, захоронения углекислого газа как минимум в отработанных нефтяных скважинах — за рубежом такие технологии применяются. Можно в скважину закачивать этот газ и там его хранить. Мы не знаем, что нас ждет в будущем, может быть, появятся технологии и этот газ потом мы сможем использовать. А пока должны понять, где газ можно захоранивать, а где нельзя.
Морской карбоновый полигон
О том, что все это значит для БФУ
Операторами всех карбоновых полигонов являются университеты. Потому что одно дело — изучить или отработать новую технологию, а другое — обучить людей, создать кадры, которые будут уметь проводить измерения. Сейчас, если честно, в России мало таких специалистов. Так что БФУ им. И. Канта, как один из крупных федеральных университетов, взял на себя такую задачу. Студенты на нашем полигоне получат много практики, потому что все можно увидеть на месте, и много связанной с этим теории в виде лекций об изменении климата, о том, что из себя представляет углеродный след. Я знаю нескольких ребят, которые после наших морских экспедиций и Школ (например, ежегодный Плавучий университет БФУ им. И. Канта на судах Минобрнауки РФ) изменили траекторию своего обучения — когда они общаются с учеными, то понимают, что в науке тоже есть жизнь, и она кипит. Это одна из наших задач — привлечь молодых, амбициозных и интересующихся ребят в науку.
Одна из наших задач — привлечь молодых, амбициозных и интересующихся ребят в науку.
Сотрудничество БФУ им. И. Канта и Атлантического отделения ИО РАН началось в 2013 году, когда университет решал, что делать с кафедрой географии океана (она, кстати, одна из старейших, ей в этом году исполнится 50 лет). Тогда родилась идея, чтобы эта кафедра стала для Атлантического отделения базовой, чтобы там преподавали ведущие ученые не только из ИО РАН, но и из России и зарубежья. С тех пор у нас множество совместных проектов. И, например, в этом году совместно с Дальневосточным федеральным университетом и Севастопольским государственным университетом мы запускаем новую магистерскую программу «Геоэкология океана и приморских территорий». И она включает дисциплины, связанные с изучением климата, а студенты будут иметь возможность работать на карбоновом полигоне — писать свои магистерские диссертации по собираемым данным.
© 2021, «Новый Калининград», 18+

Автор: Оксана Ошевская
Визуализация: Денис Туголуков
Выпускающий редактор: Оксана Шевченко
Фото: Балтийский федеральный университет им. И. Канта

На правах рекламы