В БФУ исследовали влияние штормов на выброс метана из вод Балтики в атмосферу
«Ученые БФУ имени Иммануила Канта совместно с коллегами из института океанологии им. П. П. Ширшова РАН совершили девять рейсов на научно-исследовательских судах “Академик Иоффе”, “Академик Сергей Вавилов”, “Академик Мстислав Келдыш” и “Академик Борис Петров” в юго-восточную часть Балтийского моря с целью выявления закономерности пространственно-временного распределения потока метана на границе “вода — воздух” в зависимости от сезона и источников этого газа в период с 2022 по 2024 год. Ученые стремились проверить гипотезу: действительно ли накопление метана в глубоководной бескислородной зоне моря, куда он поступает из донных осадков, ведет к усилению его потока с поверхности воды в воздух», — сказал собеседник агентства.
Юго-восточная Балтика с ее низкой соленостью, высоким содержанием органических веществ и активной хозяйственной деятельностью представляет собой «идеальную природную лабораторию для таких исследований».
«Представьте, что Балтийское море “дышит” метаном — сильным парниковым газом. Летом этот газ в глубоких слоях моря “накрыт” природной “крышкой” — слоем, образующимся из-за скачка температуры и солености воды. Однако осенью и зимой штормовые ветры перемешивают море почти до самого дна, приоткрывая временно эту “крышку”. В результате накопленный на глубине метан быстро поднимается к поверхности и выбрасывается в воздух. Чем сильнее дует ветер, тем больше метана поступает в воздух. Но по пути со дна вверх метан встречает бактерии, которые разлагают метан на углекислый газ и воду. Поэтому на поверхность выходит не так уж и много метана», — заявила старший научный сотрудник научно-образовательного центра «Геоэкология и морское природопользование» БФУ Марина Ульянова.
Важность исследований
Как отметили в Минобрнауки РФ, результаты работы важны для составления точных углеродных балансов, что особенно актуально для работающего в Калининградской области карбонового полигона «Росянка» — всероссийского проекта, начатого в 2021 году по указу президента России. Ученым удалось доказать, что, если не учитывать при расчетах экстремальные штормовые выбросы, математические модели будут сильно завышать роль концентрации газа и давать неверные прогнозы.
В связи с этим специалисты отмечают важность натурных исследований, поскольку полученные в них результаты можно впоследствии использовать для верификации математических моделей. Методика оценки факторов научного коллектива БФУ и института океанологии им. П. П. Ширшова РАН полностью масштабируема и может быть использована другими странами для моделирования выбросов в любых расслоенных шельфовых морях мира.
«Исследования потоков метана в Балтийском море проводились и ранее шведскими, финскими и немецкими учеными. Однако все ученые сходятся во мнении, что в изучении потоков крайне важна региональная составляющая, даже в таком небольшом по площади море, как Балтика. Наше преимущество заключается в экспедиционной базе из девяти регулярных рейсов в разные сезоны, что позволило оценить динамику за три года», — добавила Ульянова.
Полученные результаты
Ученые получили ряд принципиально важных результатов, касающихся процесса поступления метана из различных природных и антропогенных источников в юго-восточной части Балтийского моря. Выяснилось, что поверхностные воды этого региона служат постоянным источником метана для атмосферы в течение всех сезонов года, при этом интенсивность поступления газа существенно варьируется. Выявлены четкие сезонные различия: в холодный период года потоки метана статистически значимо превышают показатели теплого времени. Такая разница во многом обусловлена экстремальными выбросами: около 10% всех измерений в холодный период показали аномально высокие значения.
«Особого внимания заслуживает рекордный показатель, зарегистрированный в мае 2023 года: над зоной газонасыщенных осадков в Гданьской впадине был зафиксирован абсолютный максимум поступления метана. Этот уровень классифицируется как ураганный поток. Анализ факторов, влияющих на изменчивость потока метана, показал, что ключевую роль играет ветер — он определяет 67% изменчивости потока метана. На долю концентрации газа в воде приходится оставшиеся 33%», — сообщил собеседник агентства в Минобрнауки РФ.
Как отметила Марина Ульянова, исследование оставило больше вопросов, чем ответов. Морская экосистема сложнее, чем наземная, и современной океанологии не всегда хватает знаний для интерпретации полученных величин. Предстоит разгадать природу так называемого океанического метанового парадокса — причин появления пиков концентрации газа в хорошо насыщенном кислородом приповерхностном слое моря. Также, отметила ученый, крайне важно провести исследования в октябре, когда штормовая активность в Балтийском море резко возрастает и могут происходить самые мощные поступления метана, по которым у специалистов пока нет достаточного количества данных.