Накопления органики в океане уменьшит парниковый эффект: исследование ученых
Новое исследование раскрыло ключевые механизмы, которые сохраняют органику в придонных отложениях морей и океанов. Этот непрерывный процесс, влияющий на климат Земли, углеродные циклы и образование ископаемого топлива, до сих пор остается обделенным вниманием ученых.
Сложные органические вещества рано или поздно разрушаются в большинстве природных сред, расщепляясь в конечном счете на воду и углекислый газ. Тем не менее, огромное количество биологической органики сохраняется в донных морских отложениях.
Со временем органические соединения могут трансформироваться в нефть или газ, эффективно удерживая значительное количество углерода, который в противном случае мог бы попасть в атмосферу в виде углекислого газа — главного фактора изменения климата на Земле.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience и проведенное под руководством ученых из Манчестерского и Лидского университетов, выявило два ранее упущенных из виду процесса, которые играют доминирующую роль в сохранении органического углерода под океанским дном:
- Сорбция — поглощение углерода минералами
- Молекулярная трансформация — превращение меньших по размеру и более реакционноспособных молекул в более крупные и не столь активные в химическом плане молекулы
Это новое понимание может стать основой для стратегий по ограничению выбросов углерода из океанов, предлагая ценные инструменты в борьбе с изменением климата.
За несколько лет исследовательская группа разработала комплексную модель, которая учитывает более широкий спектр процессов сохранения углерода, чем прежде. Ученые рассчитали, как при захоронении органических веществ в донных отложениях, на них воздействуют такие факторы как гидролиз (расщепление органики в воде), сорбция (поглощение углерода минеральными структурами) и молекулярная трансформация (образование более крупных и менее реакционноспособных молекул).
Исследователи сравнили свою модель с реальными данными, полученными при анализе проб извлеченных научно-исследовательскими судами из океанских отложений. Результаты показали, что вероятность разрушения органических соединении при комплексном воздействии перечисленных факторов была почти в три раза ниже, чем ранее демонстрировали другие математические модели, не учитывающие все факторы.
Расчеты ученых гораздо лучше соответствуют реальным полевым данным, что позволяет более точно предсказать, сколько органического вещества сохранится под водой за определенный временной период.
Доктор Пейман Бабахани: «Понимание того, как и почему углерод накапливается в морских отложениях, имеет решающее значение, если мы хотим использовать или воспроизвести эти естественные процессы для борьбы с изменением климата».
«Наши результаты проливают свет на механизмы, которые ранее упускались из виду, предлагая новые пути управления выбросами углерода. Было удивительно видеть, как сочетание новых математических моделей, теории вероятности и искусственного интеллекта позволило получить важнейшее представление о сохранении органического вещества в морских отложениях, которое казалось невозможным на протяжении десятилетий».
«Искусственный интеллект, который часто воспринимается как «черный ящик», при правильном применении становится мощным инструментом, помогающим нам понимать сложные процессы в окружающей среде, которые невозможно постичь другими средствами».
Исследование подчеркивает решающую роль сорбции и молекулярной трансформации в круговороте углерода. В совокупности эти процессы защищают органическое вещество от разложения в верхнем слое океанских отложений и транспортируют его глубже. Со временем этот сохраненный углерод может трансформироваться в нефть или природный газ, при этом исключается его выброс в атмосферу в виде углекислого газа.
Новые данные и модели могут быть использованы для изучения стратегий смягчения последствий изменения климата.
При хранении и перевозке сжиженных углеводородов в емкостях скапливается взрывоопасный отпарной газ. Ученые предложили собирать его с помощью активированного угля
