Удобряем океан

Индо-германский эксперимент LOHAFEX по борьбе с глобальным потеплением при помощи удобрения океанов сульфатом железа провалился. Ученые планировали, что рост популяции микроскопических водорослей, вызванный подобными мерами, позволит увеличить способность океанов поглощать углекислый газ. Однако все пошло совсем не так, как планировали исследователи.

Круговорот углерода и потепление

Известно, что земная жизнь построена на углероде, который в виде различных соединений постоянно мигрирует из одной части биосферы в другую. При этом основные запасы углерода приходятся на растворенный в воде мирового океана и атмосфере углекислый газ CO₂.

Когда атомы углерода оказываются в составе осадочных пород или топлива, то они выходят из круговорота. Напротив, сжигая углеводородное топливо (при этом выделяется углекислый газ), человечество постоянно добавляет к круговороту новый материал. Последнее приводит к накоплению углерода в естественных резервуарах, то есть атмосфере (где он приводит к парниковому эффекту и глобальному потеплению) и океанах (где он приводит к росту кислотности воды).

Значит, лучшим вариантом борьбы с потеплением было бы немедленное сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу и повсеместный переход на возобновляемые источники энергии. Однако данный вариант в большинстве стран мира всерьез не рассматривается (хотя, конечно, исключения имеются). Поэтому, вместо того, чтобы исправлять причины, ученые стали предлагать варианты устранения последствий.

Действительно, что нужно сделать, чтобы восстановить нормальный углеродный круговорот? Необходимо начать изымать из него излишки углерода. Для этого, например, можно оснастить те же тепловые электростанции специальной системой очистки, которая будет удалять углекислый газ из выхлопов и складировать его в специальные емкости. После этого CO₂ можно где-нибудь захоронить, закачав его в пористую породу на дне океанов или в использованные газовые скважины.

Водоросли

Некоторые ученые пошли дальше и решили "подправить" саму природу. Для этого они обратились за помощью к микроскопическим водорослям - фитопланкону.

Идея достаточно проста. Ранее было известно, что добавление соединений железа в морскую воду может приводить к бурному росту микроскопических водорослей. Чем больше организмов появляется, тем больше углекислого газа поглощается из атмосферы в результате их жизнедеятельности. При этом углерод в виде соединений остается в тканях водорослей, которые после смерти опускаются на дно, уменьшая количество данного элемента в биосфере. Расчеты показали, что морская живность рано или поздно доберется до этих останков, поэтому можно говорить о выбывании углерода из цикла лишь на несколько десятилетий.

Кроме того, известно, что интенсивное размножение микроскопических водорослей может иметь серьезные негативные последствия - образование так называемых мертвых зон. Дело в том, что погибшие водоросли становятся пищей для бактерий, которые поглощают из воды кислород. В результате образуются целые регионы бедной кислородом воды, непригодные для жизни рыб и ракообразных.

Дальнейшие испытания нового метода показали, что последствия экспериментов по удобрению морской воды фактически невозможно предсказать. В результате в 2008 году был принят мораторий, к которому присоединилось большинство стран мира. Согласно этому документу, запрещалось проведение испытаний по удобрению морской воды с целью увеличения популяции фитопланктона, за исключением небольших опытов в прибрежных регионах.

Проект LOHAFEX

В 2008 году стало известно, что Индия и Германия (которые, вообще говоря, присоединились к мораторию) запланировали провести эксперимент по удобрению океанической воды в районе Антарктики. Данный проект получил название LOHAFEX, которое расшифровывается как LOHA Fertilization EXperiment, то есть "эксперимент по удобрению железом" (LOHA на хинди означает железо). Помимо указанных стран, в опыте должны были принять участие ученые из Франции, Великобритании, Испании и Италии.

В рамках эксперимента планировалось сбросить на территории около 300 квадратных километров 20 тонн сульфата железа (железного купороса). Сброс предполагалось производить с борта немецкого судна Polarstern. Экспедиция должна была продлиться с 7 января по 17 марта.

Почти сразу после появления информации об эксперименте многие природоохранные организации выразили недоумение. Их можно понять, выброс такого количества сульфата на столь большой территории в Антарктических водах вряд ли может расцениваться как "небольшой эксперимент у побережья", поэтому очевидно нарушает условия моратория. Однако, несмотря на это, все необходимые разрешения были получены, и в январе судно Polarstern отправилось в Антарктику.

Спустя некоторое время, правда, под давлением общественности, Министерство науки и образования Германии объявило, что временно приостанавливает эксперимент. На это Институт полярных и морских исследований Альфреда Вегенера, которому принадлежит судно, потребовал провести независимую экспертизу опыта. В результате эксперимент был разрешен, однако количество выбрасываемого сульфата решено было снизить.

Результаты

Итак, ученые выбросили на площади около 300 квадратных километров океана около шести тонн железного купороса. Это достаточно быстро возымело эффект - за две недели биомасса фитопланктона удвоилась. Однако этот факт привлек внимание не только исследователей, но и зоопланктона, который кинулся поедать образовавшиеся водоросли. В результате углерод, который должен был быть изъят из круговорота, остался в биосфере.

Сами исследователи достаточно быстро нашли объяснение своей неудаче. Дело в том, что начал размножаться не тот планктон. Если бы начали расти так называемые диатомеи, которые покрыты твердым панцирем из соединений кремния, то это не привлекло бы такого "внимания" зоопланктона - диатомей сложнее поедать. Однако сказался дефицит соединений кремния в том регионе океана, где проводился опыт, и диатомеям не хватило материала для строительства панцирей.

Таким образом, ученые еще раз подтвердили основной тезис о непредсказуемости последствий экспериментов по удобрению океанов. Однако настоящих "инженеров земных процессов" подобная неудача, вероятно, не остановит.