Техника - молодёжи 2001-08, страница 56

парадоксы природы

«взрывчатка» на океанском

может облагодетельствовать

Максим ЯБЛОКОВ

В статье «Горючий лед» («ТМ», № 3 за 2000 г.) В.Батраков писал о том, что почти повсеместно под океаническим дном располагаются несметные запасы метангидратов — соединений воды и метана. Это может принести как огромную пользу людям, так и послужить источником немалой опасности, предупреждал автор. Продолжаем тему.

Находки в океане

Вахтенный штурман как зачарованный смотрел на вынырнувшую из океанской пучины огромную белую глыбу. Это был не айсберг — откуда ему взяться в субтропической Атлантике? Да и вел себя «лед» как-то странно — весь дымился и быстро уменьшался в размерах (см. фото). Прошло несколько минут — и от него остались лишь одни воспоминания. И моряк, вздохнув, сделал в бортовом журнале соответствующую запись. Как и другие члены экипажа немецкого научно-исследовательского судна «Зонне», он знал, что всплывшая гора представляла собой метангазо-гидрат — объект их исследований.

Однако если раньше подобные глыбы на поверхности Мирового океана встречать никому не удавалось, то теперь они появляются все чаще. Почему? «Возможно, все дело в парниковом эффекте», — полагает руководитель экспедиции Эрвин Зюсс, представитель исследовательского центра в Киле.

Несколько лет назад немецким ученым уже удалось добыть образцы метангидратов. Но тогда за ними пришлось посылать на океанское дно робота с дистанционным управлением. Он-то и доставил с глубины 785 м 100-кг глыбу. Ее тут же поместили в холодильник под давление и таким образом сохранили ценный образец для береговых лабораторных исследований. Которые подтвердили: в 1 м³ кристаллогидрата «помещается» свыше 160 м³ газообразного метана!

Где он есть?

Первые скопления газогидратов были обнаружены в зоне вечной мерзлоты Крайнего Севера и Сибири советскими исследователями во главе с академиком Н.В. Черским еще в 1960-е гг. Именно им принадлежит идея, что дно морей может быть устлано твердым, замерзшим газом, который дополнительно сжат давлением вышележащих слоев воды и прикрыт сверху лишь тонкой коркой осадочных пород

Сначала в такую возможность мало кто верил. Но экспедиции в различные районы Мирового океана убедили скептиков: действительно, дно, практически повсеместно, устлано этими самыми метанга-зогидратами — хоть черпай их экскаваторными ковшами...

Сегодня уже известно, что образование

землян уже в этом веке

газогидратов — то есть соединении природного метана с водой — происходит в условиях, непривычных для жизни на суше, но вполне типичных для океанских глубин. Они, эти условия, определяются высоким давлением и низкой температурой. Но откуда берется метан на дне моря? В тех местах, где океаническая плита, сдвигаясь, уходит под континентальную, появляются зоны сильнейшего сжатия. Возникающее давление и вытесняет образующийся в донных отложениях метан практически к самому океанскому дну. Одна из таких зон находится у западного побережья Северной Америки. Это фактически подтверждено экспедицией, работающей там с 1990-х гг.

Гидрат в лаборатории

Поднятые на поверхность образцы газогидратов, как уже говорилось, бережно сохраняются в специальных холодильниках. По мере надобности их переправляют в лаборатории для дальнейшего изучения. Такой работой, например, занимаются в полярной лаборатории института имени Альфреда Вегенера (ФРГ). В ней созданы условия, позволяющие обеспечить сохранность гидрата в первозданном виде. Иными словами, в помещении круглый год поддерживают температуру -27°С, так что сотрудникам приходится работать в теплой одежде и перчатках.

Внешне образцы гидрата напоминают замаранные грязью куски льда. Собственно, это и есть лед с высоким содержанием метана. В лаборатории образцы режут на тончайшие, тоньше писчей бумаги, пластинки, а потом анализируют под микроскопом, фотографируя структуру. И лишь после этого проводится химический анализ газогидрата. Чаще всего на 99% он состоит из метана. Остальное приходится на сероводород, углекислый газ и некоторые другие примеси. От них, кстати, во многом зависит, при каких условиях соблюдается стабильность гидрата. Зная все это, можно затем ответить на основной вопрос: когда и при каких условиях данный образец гидрата образовался?

К работам геофизиков последнее время стали проявлять интерес и климатологи. Дело в том, что ученые полагают: по имеющимся во льду газовым включениям можно проследить историю нашей планеты. Исследования этих пузырьков показывают, что раньше в земной атмосфере было значительно меньше газов, вызывающих парниковый эффект, — метана и двуокиси углерода Куски гидрата, таким образом, дают возможность исследователям реконструировать ту атмосферу, которая была на Земле 100, 200 или даже 500 тыс. лет тому назад. В глазах климатологов метан — не столько ценный энергоноситель, сколько один из главных виновников глобального потепления, случивше

го под воздействием парникового эффекта. Многие климатологи ныне опасаются, что если при всеобщем потеплении газогидраты начнут распадаться на составляющие их компоненты, то метан уйдет в атмосферу и значительно изменит ее состав. Ведь, по мнению некоторых специалистов, до половины всего углерода на Земле содержится именно в составе гидратов! Меж тем всего лишь 1 — 2% углекислого газа в атмосфере уже существенно влияют на экологию.

Оазисы в глубине

Впрочем, пока еще ученые имеют недостаточное представление о действительном содержании гидратов на морском дне. Для уточнения запасов предстоит провести детальную разведку и контрольное бурение на многих его участках. Канадцы используют для подобных исследований мощный робот весом в 200 т, способный погружаться на глубину до 5 км. Во время одной экспедиции он обследовал морское дно на площади 6000 м², взяв пробы воды и грунта, а также проведя уникальные видеосъемки придонных образцов флоры и фауны.

Примечательно, что последнее время геофизики и геологи стали интересоваться растениями ничуть не меньше биологов и океанологов. Дело в том, что обитатели морского дна могут служить своего рода индикаторами, указывающими на наличие в том или ином месте газогидратов.

Между известковыми глыбами, возникающими на дне в результате геохимических и тектонических процессов, происходит истечение метаносодержащих жидкостей, которые являются основой для существования определенного вида моллюсков и водорослей. Наличие этих представителей флоры и фауны может служить достаточно надежным признаком, что в данном месте из-под дна выделяется метан. Причем, поскольку моллюски не могут потреблять метан в чистом виде, — он для них ядовит, как и для людей, — налицо характерный пример симбиоза: метаносо-держащая жидкость усваивается особыми бактериями, живущими в мантии моллюска. А уж сам моллюск питается отходами жизнедеятельности этих бактерий, что и позволяет им существовать на глубине, куда солнечный свет уже не проникает. В свою очередь, моллюски служат пищей для некоторых других видов морской фауны. То есть места, где есть поблизости гидраты, являются своего рода оазисами морских глубин. Таким образом, будучи продуктом разложения мертвых животных и растений, метан на морском дне помогает выжить ныне живущим.

Приходит эпоха гидратов?

В открытом море, в 60 км от побережья Японии, неподалеку от знаменитой горы

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 82001

54