Знайдено раніше невідоме джерело парникових викидів: ми не враховували його сотні років

Олександр Гайдамашко

Основні тези

Закриті вугільні шахти можуть виділяти значні обсяги CO₂ через витоки води, що містять сірчану кислоту, яка реагує з карбонатами.
Дослідники планують продовжити вимірювання викидів і розробити методи, щоб зменшити викиди CO₂ з таких шахт, використовуючи інженерні рішення.

Викиди вуглекислого газу з покинутих шахт – нова загроза для клімату

Нове джерело парникових газів: покинуті шахти продовжують отруювати атмосферу / Колаж 24 Каналу

Протягом останніх 250 років видобуток вугілля був невіддільною частиною промисловості. Проте вплив цієї діяльності на довкілля не обмежується лише спалюванням самих копалин. Нове дослідження показує, що навіть давно закриті шахти можуть становити значну і раніше не враховану загрозу для нашої планети.

Як старі копальні впливають на глобальне потепління?

Науковці виявили, що закинуті вугільні шахти можуть бути потужним джерелом викидів вуглекислого газу, що виділяється безперервно через витік води. Учена-геохімік з Університету Західної Вірджинії, докторка Дороті Веспер, представила результати дослідження, які свідчать про довготривалий негативний вплив покинутих копалень, навіть через багато років після припинення їхньої роботи, пише 24 Канал з посиланням на SciTechDaily.

Дивіться також Земля може скорегувати глобальне потепління, але її методи нам дуже не сподобаються

Усе почалось у 2016 році, коли команда Веспер встановила, що стічні води лише зі 140 занедбаних шахт у Пенсильванії щорічно викидають в атмосферу стільки ж вуглекислого газу, скільки невелика вугільна електростанція.

Оскільки точна кількість таких об’єктів у всьому світі невідома, ці викиди є значним і недооціненим чинником антропогенної зміни клімату. За словами вчених, проблема не обмежується лише Аппалачами, а має глобальний масштаб.

Як саме працює цей процес?

Механізм цього явища полягає в хімічних реакціях:

Води з шахт часто насичені сірчаною кислотою, що утворюється природним шляхом із вугільних покладів.
Ця кислота вступає в реакцію з карбонатними породами, такими як вапняк, які зазвичай знаходяться поблизу вугільних пластів. У цих породах міститься вуглекислий газ, що був у пастці мільйони років.
Коли кислотна вода розчиняє карбонатні мінерали, вона вивільняє іони карбонату, які перетворюються на CO₂.
Як тільки ця вода виходить на поверхню і контактує з повітрям, вуглекислий газ випаровується, поповнюючи концентрацію парникових газів в атмосфері.

Розуміння всієї ситуації ускладнюється тим, що величезна кількість покинутих шахт не каталогізована. Крім того, стандартні польові прилади не здатні виміряти надзвичайно високі концентрації CO₂, які виявляють у стічних водах – вони можуть бути до 1300 разів вищими, ніж у звичайній воді, йдеться в короткому підсумку дослідження на The Geological Society of America.

Для вимірювань команді довелося використовувати несподіваний інструмент, запозичений з індустрії напоїв. Це портативний пристрій, призначений для перевірки рівня CO₂ у великих чанах на пивоварнях та заводах з розливу газованої води, який виявився ідеальним для роботи в польових умовах.

Результати вимірювань показали, що концентрація вуглекислого газу в деяких шахтах сягає 11 мілімолів, що можна порівняти з викидами гідротермальних джерел. Це значно перевищує показники у воді з типових природних вапнякових печер, де концентрація зазвичай становить менше ніж 1 мілімоль.

Що далі?

Дослідники сподіваються продовжити вимірювання на більшій кількості шахт протягом тривалішого часу та в різних умовах. Чи будуть такі дослідження проводитися за межами США, не кажуть.

Також у планах – аналіз викидів метану та розробка методів, які могли б запобігти потраплянню CO₂ в атмосферу. Наприклад, прості інженерні рішення, як-от утримання стоків у підземних трубах та їхнє очищення через підземні водно-болотні угіддя, могли б значно зменшити вплив на клімат.

Як вуглекислий газ і метан впливають на клімат Землі?

Вуглекислий газ і метан є ключовими парниковими газами, що впливають на клімат Землі, але роблять це по-різному. Метан є значно небезпечнішим у короткостроковій перспективі через свою вищу здатність утримувати тепло, тоді як вуглекислий газ становить більшу загрозу в довгостроковому періоді через свою довговічність в атмосфері.

І вуглекислий газ, і метан посилюють парниковий ефект. Вони створюють в атмосфері шар, який затримує теплове випромінювання Сонця, не даючи йому повернутися в космос. Це призводить до підвищення середньої температури на планеті, явища, відомого як глобальне потепління.

Вуглекислий газ є основним довгостроковим чинником зміни клімату. Хоча він менш потужний у затримці тепла, ніж метан, його концентрація в атмосфері набагато вища. Крім того, він залишається там протягом сотень років. Основними джерелами викидів CO₂ сьогодні є спалювання викопного палива (вугілля, нафта, газ), промислові процеси та вирубка лісів.
Метан є другим за значущістю парниковим газом. Він набагато ефективніше вловлює тепло, але має значно коротший час життя в атмосфері – розсіювання відбувається приблизно за 12 років. Джерелами метану є сільське господарство, зокрема тваринництво (процеси травлення худоби) й вирощування рису, а також витік із систем видобутку природного газу та розкладання відходів на звалищах. Недавні дослідження показують, що зростання викидів метану також пов'язане з мікроорганізмами у водно-болотних угіддях.