Открит е неизвестен досега източник на парникови газове: не сме го отчитали от стотици години

Добивът на въглища е неразделна част от индустрията през последните 250 години. Въздействието му върху околната среда обаче се простира отвъд изгарянето на самите изкопаеми горива. Нови изследвания показват, че дори отдавна изоставени мини могат да представляват значителна и досега неотчетена заплаха за нашата планета.

Как старите мини влияят на глобалното затопляне?

Учени са открили, че изоставените въглищни мини могат да бъдат мощен източник на емисии на въглероден диоксид, отделян непрекъснато поради течовете на вода. Геохимикът от Университета на Западна Вирджиния д-р Дороти Веспър представи резултати от изследване, демонстриращи дългосрочното отрицателно въздействие на изоставените мини, дори много години след тяхното прекратяване, съобщава SciTechDaily.

Всичко започва през 2016 г., когато екипът на Веспер установил, че отпадъчните води само от 140 изоставени мини в Пенсилвания отделят в атмосферата толкова въглероден диоксид годишно, колкото малка въглищна електроцентрала.

Тъй като точният брой на такива обекти по света е неизвестен, тези емисии са значителен и подценен фактор за антропогенното изменение на климата. Учените казват, че проблемът не се ограничава само до Апалачите, а е с глобален обхват.

Как точно работи този процес?

Механизмът на това явление се крие в химичните реакции:

• Водите от рудите често са наситени със сярна киселина, която се образува естествено от въглищните находища.
• Тази киселина реагира с карбонатните скали, като варовик, които обикновено се намират в близост до въглищните пластове. Тези скали съдържат въглероден диоксид, който е бил задържан в продължение на милиони години.
• Когато киселинната вода разтваря карбонатните минерали, тя освобождава карбонатни йони, които се превръщат в CO2.
• След като тази вода достигне повърхността и влезе в контакт с въздуха, въглеродният диоксид се изпарява, което допринася за концентрацията на парникови газове в атмосферата.

Разбирането на цялата ситуация се усложнява от факта, че огромен брой изоставени мини остават некаталогизирани. Освен това, стандартните полеви инструменти не са в състояние да измерят изключително високите концентрации на CO2, открити в отпадъчните води – те могат да бъдат до 1300 пъти по-високи, отколкото в нормалните води, според резюме на проучване, публикувано в The Geological Society of America .

За да направи измерванията, екипът е трябвало да използва неочакван инструмент, заимстван от индустрията за напитките. Това преносимо устройство, предназначено за измерване на нивата на CO2 в големите резервоари в пивоварните и заводите за бутилиране на сода, се оказало идеално за употреба на място.

Измерванията показват, че концентрациите на въглероден диоксид в някои мини достигат 11 милимола, сравними с тези, отделяни от хидротермалните извори. Това значително надвишава нивата във водата от типични естествени варовикови пещери, където концентрациите обикновено са по-малки от 1 милимол.

Какво следва?

Изследователите се надяват да продължат измерванията си в повече мини за по-дълъг период от време и при различни условия. Дали подобни проучвания ще бъдат проведени извън Съединените щати, не е ясно.

Плановете включват също анализ на емисиите на метан и разработване на методи, които биха могли да предотвратят навлизането на CO2 в атмосферата. Например, прости инженерни решения, като съхранение на отпадъчни води в подземни тръби и пречистването им през подземни влажни зони, биха могли значително да намалят въздействието върху климата.

Как въглеродният диоксид и метанът влияят на климата на Земята?

Въглеродният диоксид и метанът са ключови парникови газове, които оказват влияние върху климата на Земята, но го правят по различни начини. Метанът е значително по-опасен в краткосрочен план поради по-голямата си способност да задържа топлина, докато въглеродният диоксид представлява по-голяма заплаха в дългосрочен план поради дълготрайността си в атмосферата.

Както въглеродният диоксид, така и метанът засилват парниковия ефект. Те създават слой в атмосферата, който улавя слънчевата топлинна радиация, предотвратявайки нейното излизане в космоса. Това води до повишаване на средната температура на планетата — феномен, известен като глобално затопляне.

• Въглеродният диоксид е основният дългосрочен фактор за изменението на климата. Въпреки че е по-слаб в задържането на топлина от метана, концентрацията му в атмосферата е много по-висока. Освен това, той остава там в продължение на стотици години. Основните източници на емисии на CO2 днес са изгарянето на изкопаеми горива (въглища, нефт и газ), промишлените процеси и обезлесяването.
• Метанът е вторият най-значим парников газ. Той улавя топлината много по-ефективно, но има значително по-кратък атмосферен живот, разсейвайки се за приблизително 12 години. Източниците на метан включват селското стопанство и по-специално животновъдството (от храносмилането на добитъка) и отглеждането на ориз, както и течовете от системи за производство на природен газ и разлагане на отпадъци в депата. Последните изследвания показват, че увеличените емисии на метан са свързани и с микроорганизмите във влажните зони.