Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'metan' .
Znaleziono 27 wyników
-
Metan to od setek lat jedno z najpoważniejszych zagrożeń w górnictwie. Dzięki postępowi technologicznemu potrafimy go wykrywać i odprowadzać z kopalń. To jednak rodzi kolejny problem – emisję metanu, niezwykle silnego gazu cieplarnianego, do atmosfery. Tymczasem w UE trwają prace nad rozporządzeniem zakazującym takiej emisji. Czy to oznacza konieczność zamknięcia kopalń metanowych? Niekoniecznie. Potrzeba okazała się matką wynalazku i polscy naukowcy opracowali VAMPIRE, przełomową instalację, która przekształca metan w tak przydatny w kopalni... chłód. Technologia VAMPIRE została stworzona przez Centrum Promocji i Transferu Technologii dzięki funduszom z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBR). Działa ona w oparciu o modułowy reaktor katalityczny przekształcający metan z powietrza wentylacyjnego kopalni w energię, wykorzystywaną do klimatyzowania regionów, w których prowadzone jest wydobycie. Reaktor jest dziełem naukowców z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego, którzy pracowali pod kierunkiem prof. Joanny Profic-Paczkowskiej i dr. inż. Romana Jędrzejczaka. Drugim z niezbędnych elementów jest absorber zbudowany przez firmę DPMTech, który przekształca gorące powietrze z reaktora w tzw. wodę lodową zasilającą urządzenia klimatyzacyjne. Niezwykle ważnym elementem jest tutaj modułowa budowa całej instalacji, która musi zmieścić się w korytarzach kopalni, być łatwa w transporcie i montażu. Modułowy jest też sam reaktor, umożliwiający bezpieczne spalanie metanu w niskiej temperaturze. Dzięki takiej budowie można go składać jak z klocków, by osiągnąć wymaganą wydajność przetwarzania powietrza wentylacyjnego. Prototypową instalację VAMPIRE przetestował Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy Kopalnia Doświadczalna „Barbara”. Testy wykazały, że pozwala ona na ograniczenie emisji metanu i wykorzystanie go do poprawienia mikroklimatu w wyrobiskach. « powrót do artykułu
-
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (UC Riverside) dokonali niespodziewanego odkrycia. Silny gaz cieplarniany, metan, nie tylko ogrzewa Ziemię, ale i... ją ochładza. Nowo odkrytego zjawiska nie uwzględniono jeszcze w modelach klimatycznych. Gazy cieplarniane tworzą w atmosferze Ziemi warstwę przypominającą koc, która blokuje promieniowanie długofalowe, przez co utrudnia wypromieniowywanie ciepła przez planetę ogrzewaną przez Słońce. To prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni. Naukowcy z UC Riverside zauważyli niedawno, że znajdujący się w atmosferze metan absorbuje krótkofalowe promieniowanie ze Słońca. To powinno ogrzewać planetę. Jednak – wbrew intuicji – absorpcja promieniowania krótkofalowego prowadzi do takich zmian w chmurach, które mają niewielki efekt chłodzący, mówi profesor Robert Allen. Na podstawie przygotowanego modelu komputerowego naukowcy obliczyli, że dzięki temu efektowi chłodzącemu metan kompensuje ok. 30% swojego wpływu ocieplającego. Z tym zjawiskiem wiąże się też drugi, niespodziewany, mechanizm. Metan zwiększa ilość opadów, ale jeśli weźmiemy pod uwagę jego efekt chłodzący, to ten wzrost opadów powodowany przez metan jest o 60% mniejszy, niż bez efektu chłodzącego. Oba rodzaje energii, długofalowa z Ziemi i krótkofalowa ze Słońca, uciekają z atmosfery w większej ilości niż są do niej dostarczane. Atmosfera potrzebuje więc mechanizmu kompensującego ten niedobór. A kompensuje go ciepłem uzyskiwanym z kondensującej się pary wodny. Ta kondensacja objawia się w opadach. Opady to źródło ciepła, dzięki któremu atmosfera utrzymuje równowagę energetyczną, mówi Ryan Kramer z NASA. Jednak metan zmienia to równanie. Zatrzymuje on w atmosferze energię ze Słońca, przez co atmosfera nie musi pozyskiwać jej z opadów. Ponadto absorbując część energii metan zmniejsza jej ilość, jaka dociera do powierzchni Ziemi. To zaś zmniejsza parowanie. A zmniejszenie parowania prowadzi do zmniejszenia opadów. Odkrycie to ma znaczenie dla lepszego zrozumienia wpływu metanu i być może innych gazów cieplarnianych na klimat. Absorpcja promieniowania krótkofalowego łagodzi ocieplenie i zmniejsza opady, ale ich nie eliminuje, dodaje Allen. W ostatnich latach naukowcy zaczęli bardziej interesować się wpływem metanu na klimat. Emisja tego gazu rośnie, a głównymi jego antropogenicznymi źródłami są rolnictwo, przemysł i wysypiska odpadów. Istnieje obawa, że w miarę roztapiania się wiecznej zmarzliny, uwolnią się z niej olbrzymie ilości metanu. Potrafimy dokładnie mierzyć stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze. Musimy jak najlepiej rozumieć, co te wartości oznaczają. Badania takie jak te prowadzą nas do tego celu, mówi Ryan Kramer. « powrót do artykułu -
W wiecznej zmarzlinie i hydratach w głębi oceanów, uwięzione są olbrzymie ilości węgla. Od dawna słyszymy, że, w miarę wzrostu temperatury na Ziemi, węgiel ten może zostać uwolniony w postaci metanu – bardzo silnego gazu cieplarnianego – gwałtowanie przyspieszy globalne ocieplenie. Jednak ostatnie badania wskazują, że ten czarny scenariusz może się nie ziścić. Gdy rośliny się rozkładają, w glebie pojawia się węgiel. Jednak gdy jest bardzo zimno, materia organiczna zamarza, a węgiel zostaje w niej uwięziony i nie trafia do atmosfery. Z taką sytuacją mamy do czynienia na Syberii, Alasce i północy Kanady, tam, gdzie występuje wieczna zmarzlina. Jednak w wiecznej zmarzlinie uwięzione jest też bardzo dużo zamrożonej wody. Gdy wieczna zmarzlina zaczyna się roztapiać, gleba zostaje zalana wodą i powstaje środowisko o niskiej zawartości tlenu. W połączeniu z zawartym w glebie węglem tworzą się idealne warunki dla mikroorganizmów, które żywią się węglem i uwalniają metan do atmosfery. Drugie wielkie źródło metanu, hydraty metanu, znajduje się w głębi oceanów. Do ich uformowania się potrzebna jest bowiem niska temperatura i wysokie ciśnienie. Jeśli temperatura wody wzrośnie, hydraty zostaną zdestabilizowane, rozpadną się i uwolnią metan. Naukowcy od dawna obawiają się roztapiania wiecznej zmarzliny i destabilizacji hydratów metanu. Dlatego też postanowili sprawdzić, jak sytuacja wyglądała w przeszłości. Grupa z laboratorium profesora Wasilija Petrenko, na czele której stał Michael Dyonisius, zbadała rdzenie z lodowca Taylor na Antarktydzie. Uwięzione tam powietrze sprzed 8–15 tysięcy lat pozwalało na zbadanie składu ziemskiej atmosfery z przeszłości. To okres, który jest częściowo podobny do obecnego. Ziemia przechodziła wówczas z epoki chłodniejszej do cieplejszej. Jednak wówczas zmiana była naturalna. Teraz jest ona napędzana przez działalność człowieka i przechodzimy z epoki cieplejszej do jeszcze cieplejszej, mówi Dyonisius. Jak dowiadujemy się ze Science, uczeni, badając węgiel-14 w swoich próbkach stwierdzili, że uwalnianie metanu do atmosfery było wówczas małe. Prawdopodobieństwo destabilizacji starych rezerwuarów węgla i pojawienia się silnego ociepleniowego sprzężenia zwrotnego również i dzisiaj jest małe, mówi Dyonisius. Zdaniem badaczy, podczas ocieplenia związanego z końcem epoki lodowej emisja metanu do atmosfery była niewielka, gdyż na Ziemi istnieją naturalne bufory zabezpieczające. W przypadku hydratów (klatratów) metanu, takim buforem jest sam ocean. Jeśli doszłoby do ich rozpadu, większość uwolnionego metanu zostanie rozpuszczone i utlenione w wodzie przez mikroorganizmy. Tylko niewielka jego część trafi do atmosfery. Jeśli zaś chodzi o metan z wiecznej zmarzliny, to jeśli uformuje się on wystarczająco głęboko w glebie, to może on zostać utleniony przez bakterie, zanim z gleby się wydostanie. Może też nigdy nie powstać i węgiel z wiecznej zmarzliny uwolni się w postaci dwutlenku węgla. Naukowcy zauważyli jednocześnie, że w przeszłości ocieplający się klimat spowodował uwalnianie się większej ilości metanu z mokradeł. I takiego scenariusza możemy się spodziewać. Jednak, jak mówi profesor Petrenko, antropogeniczna emisja metanu jest obecnie 2-krotnie większa niż emisja z mokradeł. Nasze dane wskazują, że nie powinniśmy się martwić olbrzymią ilością metanu, która może uwolnić się w wyniku globalnego ocieplenia. Powinniśmy martwić się metanem emitowanym przez człowieka. « powrót do artykułu
-
W ubiegłym roku ponownie wzrósł poziom metanu w atmosferze. Naukowcy nie potrafią wyjaśnić, dlaczego tego potężnego gazu cieplarnianego jest od lat coraz więcej. W roku 2018 jego koncentracja wzrosła o 10,77 części na miliard (ppb). To drugi największy wzrost od dwóch dekad. Metan żyje w atmosferze znacznie krócej niż dwutlenek węgla, jednak wywołuje znacznie silniejszy efekt cieplarniany. Od 2007 roku obserwowany jest wzrost stężenia tego gazu, a w ciągu ostatnich 4 lat zjawisko to przyspieszyło. Euan Nisbet z Royal Holloway University w Londynie mówi, że wzrost ten bardzo martwi naukowców. A jeszcze bardziej niepokojący jest fakt, że nikt nie potrafi powiedzieć, co napędza rosnącą koncentrację metanu. Nie wiemy, jaki proces jest odpowiedzialny za to, że ilość metanu rośnie tak szybko, mówi Ed Dlugokencky z amerykańskiej Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA). Z opinią tą zgadza się Keith Shine z Reading University. Bardzo niepokojący jest fakt, że tempo wzrostu koncentracji metanu – po okresie dość powolnego wzrostu – zbliża się do tego z lat 80. A jeszcze bardziej martwi to, że nie rozumiemy przyczyn tego wzrostu. Jedną z możliwych przyczyn jest globalne ocieplenie, powodujące, że więcej metanu uwalnia się z tropikalnych mokradeł, co dodatkowo przyspiesza ocieplenie. Nie jestem pewien, ale wygląda na to, że ocieplenie zaczęło napędzać samo siebie, dodaje Nisbet. Na razie jednak brak dowodów, na potwierdzenie tej hipotezy. Inni specjaliści zwracają uwagę, że nie wiadomo nawet, czy ten dodatkowy metan pochodzi z naturalnych źródeł, jak na przykład z cieplejszych i bardziej wilgotnych mokradeł, czy też ze źródeł antropogenicznych, jak bardziej intensywna uprawa ryżu czy spalanie paliw kopalnych. Niewykluczone też, że to połączenie tych wszystkich czynników. Jakby jeszcze tego było mało, im więcej wiemy o metanie, tym bardziej groźny się on okazuje. Jeszcze w 1990 roku podczas prezentacji raportu klimatycznego dla ONZ oceniano, że 1 tona metanu ma taki wpływ na ocieplenie klimatu jak 21 ton CO2. Niedawno naukowcy stwierdzili, że metan jest 28-krotnie silniejszym gazem cieplarnianym niż dwutlenek węgla, a dowody, którymi obecnie dysponujemy sugerują, że 1 tona metanu może odpowiadać nawet 35 tonom CO2. « powrót do artykułu
-
Sześć państw chce ograniczyć emisję metanu, sadzy i HFC
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Stany Zjednoczone, Bangladesz, Kanada, Meksyk, Ghana i Szwecja utworzyły koalicję, która pod kierunkiem Programu Środowiskowego ONZ będzie prowadziła działania mające na celu zmniejszenie emisji innych niż dwutlenek węgla zanieczyszczeń, przyczyniających się do powstawania efektu cieplarnianego. Przed miesiącem informowaliśmy, że naukowcy z Goddard Institute for Space Studies opublikowali wyniki badań, z których wynika, że można niemal natychmiastowo spowolnić globalne ocieplenie redukując emisję metanu i sadzy. Wprowadzenie tego pomysłu w życie jest o tyle proste, że wystarczy wyeliminować zaledwie 14 źródeł metanu i sadzy, by uzyskać znaczącą poprawę. Ponadto, w przeciwieństwie do propozycji eliminacji dwutlenku węgla, ograniczenie emisji metanu i sadzy nie pociągnie ze sobą tak wysokich kosztów i nie zagrozi rozwojowi gospodarczemu szczególnie słabiej rozwiniętych państw. Sześć wspomnianych krajów chce walczyć z emisją metanu, sadzy oraz fluorowanych węglowodorów (HFC). Te zanieczyszczenia wywierają silny efekt cieplarniany, jednak pozostają w atmosferze zaledwie przez kilka dni lub tygodni. Zatrzymanie ich emisji będzie oznaczało natychmiastowe spowolnienie ocieplenia. Uczeni szacują, że jeśli plan się powiedzie, to do roku 2050 średnie globalne temperatury wzrosną o 0,5 stopnia Celsjusza mniej niż się obecnie przewiduje. Dodatkowe korzyści z ich wyeliminowania z powietrza to większe zbiory roślin uprawnych oraz uratowanie życia setek tysięcy osób, które umierają z powodu chorób układu oddechowego i sercowo-naczyniowego. Jeśli koalicja będzie prężnie działała i dołączą do niej inne kraje, niewykluczone, że uda się zintensyfikować międzynarodowe wysiłki na rzecz walki z globalnym ociepleniem. Co ciekawe, badania nad zanieczyszczeniami, które krótko są obecne w atmosferze, a wywierają wpływ na klimat, prowadzone są co najmniej od dekady. Jednak dopiero teraz politycy zainteresowali się tym zagadnieniem. Sporów politycznych nie da się jednak całkowicie uniknąć. Z jednej strony sporo metanu emituje przemysł wydobywczy, szczególnie gazowy. Można się więc spodziewać opozycji z jego strony. Z kolei Indie już wcześniej wyrażały sprzeciw wobec skupiania się na sadzy w obawie, że zmniejszy to nacisk na kraje wysoko uprzemysłowione, które są największymi emitentami CO2. Indie i Chiny sprzeciwiają się też ograniczeniom emisji HFC, mimo, że związki te wywołują tysiące razy silniejszy efekt cieplarniany niż dwutlenek węgla. Finansowanie prac wspomnianej na wstępie grupy wzięły na siebie na razie Stany Zjednoczone i Kanada, które zadeklarowały, odpowiednio, 10 i 3 miliony dolarów. Wiadomo też, że Norwegia rozważa przyłączenie się do nowej inicjatywy. -
Zeszłoroczne trzęsienie ziemi w Japonii spowodowało uwolnienie z płyty oceanicznej pióropusza metanu. Wraz z gazem uniosły się żyjące w płytach i nieco wyżej w kolumnie wody mikroorganizmy. Pojawiła się charakterystyczna mleczna chmura (Scientific Reports). Trzydzieści sześć dni po trzęsieniu zespół doktora Shinsuke Kawagucciego z Japońskiej Agencji Nauk Morsko-Lądowych i Technologii (JAMSTEC) pobrał w 4 punktach wzdłuż Rowu Japońskiego próbki wody z głębokości do 5,7 km; w pobliżu znajdowało się epicentrum z 11 marca. Chmura mierzona od najniższego punktu rowu miała ok. 500 km długości, 400 km szerokości i 1,5 km wysokości. Gdy Kawagucci wrócił po 98 dniach od kataklizmu, nadal tam była. Stwierdzono, że stężenie metanu w chmurze było 20-krotnie wyższe niż w wodzie przed trzęsieniem. Ponieważ w CH4 występował izotop węgla pasujący do izotopu wykrytego wcześniej podczas badań wiertniczych rowu, metan musiał pochodzić z rejonów położonych głęboko pod dnem. Próbki wody badano nie tylko pod kątem stężenia metanu, ale i obecności RNA mikroorganizmów. Okazało się, że 36 dni po trzęsieniu na głębokości 5 km było 7-krotnie więcej bakterii i archeonów niż wcześniej. Po 98 dniach poziom mikroorganizmów wrócił z grubsza do normy, ale nadal wykrywano gatunki występujące w płytach oceanicznych.
-
Ocieplenie można spowolnić bez redukcji dwutlenku węgla
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Państwa wciąż nie potrafią się porozumieć w sprawie redukcji emisji dwutlenku węgla, co miałoby spowolnić postępujące globalne ocieplenie. Emisja tego gazu osiągnęła w 2010 roku rekordowo wysoki poziom. Badania zespołu naukowego pracującego pod kierunkiem Drew Shindella z Goddard Institute for Space Studies, których wyniki opublikowano w Science, wykazały, że można osiągnąć praktycznie natychmiastowe spowolnienie ocieplenia, redukując emisję metanu i sadzy. Jakby tego było mało, okazało się, że spośród 400 różnych sposobów na obniżenie ich emisji, wystarczy zastosować 14, by osiągnąć 90% efektu, jaki dałoby wykorzystanie wszystkich 400. Z analizy wynika, że te 14 sposobów pozwoli na ograniczenie wzrostu temperatury do 0,5 stopnia Celsjusza do roku 2050. Spadek tempa ocieplenia klimatu zauważylibyśmy w ciągu kilku, kilkunastu tygodni. Wszystko dzięki temu, że metan i sadza pozostają w atmosferze znacznie krócej niż CO2. Wspomniane 14 sposobów, to: - wyeliminowanie emisji metanu przez kopalnie (szczególnie w Chinach) poprzez jego przechwytywanie i spalanie; - wyeliminowanie emisji metanu przez instalacje wydobywcze ropy naftowej i gazu (szczególnie w Rosji, Afryce i na Bliskim Wschodzie); - przechwycenie gazu emitowanego przez pola uprawne w USA i Chinach oraz promowanie recyklingu i kompostowania odpadków organicznych; - okresowe natlenianie pól uprawnych ryżu, co wyeliminuje bakterie produkujące metan; - zapobieganie wyciekom gazu z rurociągów (szczególnie w Rosji); - przechwytywanie emisji metanu z oczyszczalni ścieków; - filtrowanie sadzy emitowanej przez silniki spalinowe oraz podjęcie wysiłków na rzecz eliminacji nieefektywnych silników spalinowych; - eliminacja w gospodarstwach domowych palenisk i piecyków emitujących sadzę oraz zastąpienie ich nowocześniejszymi rozwiązaniami opalanymi drewnem, biomasą i metanem; - zastąpienie tradycyjnych pieców do wypalania bardziej nowoczesnymi rozwiązaniami; - zastąpienie tradycyjnych pieców koksowniczych nowocześniejszymi rozwiązaniami; - wprowadzenie zakazu spalania na otwartym powietrzu odpadków rolniczych; - rozpowszechnienie na całym świecie instalacji do pozyskiwania metanu z odchodów zwierzęcych. Zdaniem naukowców, takie działania przyniosą też korzyści ekonomiczne. Obliczają oni, że uchroni to przed przedwczesną śmiercią z powodu zanieczyszczenia powietrza od 700 000 do 4,7 miliona osób rocznie i pozwoli zwiększyć plony zbóż od 30 do 135 milionów ton w ciągu roku. Na interaktywnych mapach udostępnionych przez NASA widzimy, że największe korzyści z zastosowania powyższych zaleceń odniosą kraje Azji i Bliskiego Wschodu. -
Rekordowy poziom gazów cieplarnianych w atmosferze
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) alarmuje, że w 2010 roku pobity został niechlubny rekord emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Wkład człowieka w emisję gazów cieplarnianych po raz kolejny od czasów przedindustrialnych osiągnął rekordowy poziom - powiedział Sekretarz Generalny WMO, Michel Jarraud. Jeśli nawet natychmiast powstrzymalibyśmy się od produkcji gazów cieplarnianych, na co się nie zanosi, to i tak pozostaną one w atmosferze przez dziesiątki lat i będą naruszały delikatną równowagę - dodał. Najważniejszym gazem cieplarnianym, bo stanowiącym aż 80% zwiększonej emisji, jest dwutlenek węgla, a ludzka aktywność jest jego ważnym źródłem. Drugim pod względem emisji jest metan, którego poziom rośnie od pięciu lat. W latach 2000-2006 z nieznanych dotąd przyczyn emisja metanu znajdowała się na stałym poziomie. Trzecim najczęściej emitowanym gazem jest tlenek azotu, którego wpływ na ocieplanie klimatu jest aż 300-krotnie silniejszy niż dwutlenku węgla. Jego głównym źródłem pochodzącym od człowieka są nawozy sztuczne. W porównaniu z rokiem 2009 ilość gazów cieplarnianych w atmosferze zwiększyła się o 1,4%. Od roku 1990 jest to wzrost o 29%. Pomiędzy rokiem 2009 a 2010 ilość CO2 zwiększyła się o 2,3 części na milion. To więcej niż średnia z lat 90. ubiegłego wieku (1,5 ppm) oraz niż średnia z ostatniej dekady (2,0 ppm). Dane wskazują, że emisja gazów cieplarnianych ciągle rośnie, a deklarowane przez rządy wielu państw działania nie zdają egzaminu. -
Prowadzone przez trzy lata badania wskazują, że w obecnie obowiązujących modelach klimatycznych trzeba będzie zmienić dane dotyczące emisji metanu z wód Oceanu Arktycznego. Okazuje się bowiem, że uwalniają one „znaczące ilości" tego gazu. Badania prowadzono za pomocą specjalnie wyposażonego samolotu, który odbył serię lotów pomiędzy biegunami. Jego zadaniem było mierzenie koncentracji gazów cieplarnianych oraz sadzy na różnych wysokościach, w różnych miejscach i o różnych porach roku. Program miał pozwolić na stworzenie przekrojowego modelu atmosfery. Znaleźliśmy coś, czego wcześniej nie podejrzewaliśmy - mówi profesor Steven Wofsy z Uniwersytetu Harvarda. Do pomiarów koncentracji gazów w pobliżu powierzchni Ziemi tradycyjnie wykorzystywano stacje naziemne ulokowane np. w górach. W ostatnich czasach do pracy zaprzęgnięto też satelity, które potrafią mierzyć koncentrację dwutlenku węgla. Jednak wykorzystanie samolotu daje znacznie lepszy obraz i pozwala badać to, co dzieje się na wysokościach od 150 do ponad 14 000 metrów. To tak, jakby porównywać zdjęcie rentgenowskie z lat 60. ubiegłego wieku ze współczesną tomografią komputerową - mówi Wofsy. Zdaniem naukowca pełne opracowanie zdobytych danych zajmie wiele lat, ale już teraz naukowcy dowiedzieli się wielu zaskakujących rzeczy. Między innymi tego, że z wód Oceanu Arktycznego uwalniane są duże ilości metanu. Nie wiadomo, skąd ten metan pochodzi, jednak wstępne dane pokazują, że jest go na tyle dużo, iż może mieć to znaczenie w skali całej planety. Drugi z głównych uczestników badań, Britton Stephens, zwraca uwagę na zebrane podczas projektu HIPPO dane dotyczące cyklu tlenu i dwutlenku węgla. Połowa emitowanego przez nas dwutlenku węgla jest pochłaniana przez rośliny lądowe oraz oceany. Jeśli zatem chcemy przewidywać zmiany klimatyczne, to największą niewiadomą jest tutaj to, co zrobią ludzie. Drugą największą niewiadomą jest, jak zachowają się rośliny i oceany - mówi Stephens.
-
Zastąpienie węgla gazem nie wpłynie znacząco na klimat?
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
W przyszłym miesiącu w piśmie Climatic Change Letters ukażą się wyniki badań, z których wynika, że zastąpienie węgla gazem nie będzie miało większego wpływu na klimat. Badania zostały przeprowadzone przez U.S. National Center for Atmospheric Research (NCAR). Dowiadujemy się z nich, że jeśli nawet do roku 2050 połowa spalanego węgla zostanie zastąpiona naturalnym gazem, to co prawda znacząco zmniejszy się emisja dwutlenku węgla, ale nie wpłynie to na światowy klimat. Spalanie naturalnego gazu przyczynia się do około 50% redukcji emisji dwutlenku węgla w porównaniu ze spalaniem węgla. Do atmosfery trafi zatem mniej gazu, wywołującego efekt cieplarniany. Jednak wraz ze spalaniem węgla do atmosfery trafiają też inne zanieczyszczenia, jak np. dwutlenek siarki, które przyczyniają się do chłodzenia planety. Ponadto naturalny gaz w większości składa się z metanu. Nowe badania wykazują zaś, że podczas wydobycia gazu ziemnego do atmosfery trafia więcej metanu niż dotychczas sądzono. Tom Wigley, autor badań prowadzonych przez NCAR, na podstawie symulacji komputerowych stwierdził, że nawet jeśli uda się zatrzymać wszystkie wycieki metanu podczas wydobycia gazu, to i tak do roku 2050 globalne temperatury będą rosły. Jeśli zaś wycieki utrzymają się na obecnym poziomie, to pierwsze pozytywne efekty rezygnacji z węgla na rzecz gazu Ziemia odczuje dopiero w przyszłym stuleciu i będą miały one stosunkowo niewielkie znaczenie. Wigley podkreśla jednocześnie, że nie dysponujemy dokładnymi danymi dotyczącymi emisji metanu czy długofalowej emisji dwutlenku siarki, która w dużym stopniu zależy od jakości węgla. Ponadto w przyszłości mogą się zmieniać zarówno technologie jak i regulacje prawne. Dlatego też do wyników badań należy podchodzić z ostrożnością. Jednak z dużym prawdopodobieństwem można przyjąć, że rezygnacja z węgla oznaczałaby powstawanie mniejszej liczby czynników wpływających na ocieplenie oraz ochłodzenie klimatu. -
Obecnie stosowana metoda pozyskiwania gazu łupkowego znacząco zwiększa zanieczyszczenie wody pitnej metanem. Kruszenie hydrauliczne polega na wpompowywaniu w skały mieszaniny wody, środków chemicznych i piasku. Pozwala to na pozyskanie metanu ze skał. Jednak rosnąca popularność tej metody (szacuje się, że do roku 2035 aż 47% gazu wydobywanego w USA będzie pozyskiwane tą metodą), rodzi coraz większe obawy o jej wpływ na środowisko. Właściciele domów położonych w pobliżu miejsc wydobycia skarżą się, że woda pitna zostaje zanieczyszczona metanem lub wodą używaną podczas kruszenia. Biogeochemik Robert Jackson i jego koledzy z Duke University, przeprowadzili badania zawartości metanu w 60 studniach głębinowych w Pennsylvanii i stanie Nowy Jork. Odkryli, że koncentracja metanu w 34 studniach położonych w odległości ponad 1 kilometra od miejsc wydobycia gazu łupkowego wynosiła około 1,1 miligrama na litr wody. Tymczasem w 26 studniach zlokalizowanych nie dalej niż 1 km od miejsca wydobycia stężenie metanu wynosiło średnio 19,2 miligrama na litr. Analizy węgla zawartego w metanie wykazały, że jest to ten sam gaz, który jest wydobywany podczas kruszenia hydraulicznego. W USA dopuszczalna ilość metanu w wodzie pitnej nie jest ściśle regulowana. Urzędowe zalecenia mówią o potrzebie oczyszczania wody z metanu, gdy jej poziom waha się od 10 do 28 miligramów na litr. Naukowcy przyznają, że nie wiedzą, w jaki sposób gaz z miejsc wydobycia przedostaje się do wody pitnej. Robert Howarth z Cornell University mówi, że badania prowadzone na Duke są pierwszymi, które w obiektywny, naukowy sposób wykazały zwiększenie koncentracji metanu w wodzie pitnej wskutek wydobycia gazu łupkowego. Jego zdaniem jest to powód, by zastanowić się nad dopuszczalnością metody kruszenia hydraulicznego. Badania Jacksona z pewnością zostaną wykorzystane w najbliższym czasie. Do 30 czerwca obowiązuje, wydane przez byłego gubernatora stanu Nowy Jork, moratorium na wykorzystanie kruszenia hydraulicznego w odwiertach horyzontalnych, w których używa się ponad 300 000 litrów płynu. Przed podjęciem decyzji o ewentualnym utrzymaniu moratorium władze przedstawią własne badania dotyczące wpływu tej metody na środowisko naturalne.
-
Badania zespołu z California Institute of Technology (Caltech) obalają teorię dotyczącą przyczyn końca kriogenu - okresu geologicznego trwającego od 850 do 630 milionów lat temu, podczas którego Ziemia była śnieżną kulą. Obowiązująca teoria mówi, że do gwałtownego końca kriogenu doszło wskutek ogrzania atmosfery przez olbrzymie ilości metanu, które wydostały się z osadów morskich i spod wiecznej zmarzliny. Głównymi dowodami na poparcie tej teorii są chińskie dolomity, które zawierają znacznie mniej izotopu C13 niż normalnie występuje w tego typu skałach. Uważa się, że skały te formowały się w czasie, gdy metan wydobywał się spod zmarzliny i był utleniany przez bakterie, a produktem ubocznym reakcji był węgiel-13. Teoria ma sens, gdyż metan zawiera niewiele C13, jeśli zatem był on zamieniany w skałę, to skała ta byłaby uboga w ten izotop. Teraz uczeni z Caltechu wykazali, że skały, które miały być dowodem na potwierdzenie powyższej teorii powstały miliony lat po zakończeniu kriogenu i powstawały w tak wysokiej temperaturze, że nie może być mowy o obecności żadnych bakterii. Uzyskane przez nas dowody wskazują, że to, co działo się z tym skałami, zachodziło w obecności wysokiej temperatury bez żadnego materiału biologicznego. Nie ma żadnego dowodu, że mikroorganizmy pożywiały się metanem. To, co możemy wyczytać z tych skał nie ma nic wspólnego ze zlodowaceniem - mówi profesor geologii i geochemii John Eiler. Podczas badania chińskich dolomitów wykorzystano opracowaną przez niego technikę, dzięki której można przyjrzeć się, w jaki sposób rzadkie izotopy grupują się w sieci krystalicznej. Takie grupowanie się jest w dużym stopniu zależne od temperatury, w których dochodzi do formowania kryształów - im jest ona wyższa, tym mniej grupowania się izotopów. Skały które analizowaliśmy, były badane już wcześniej, jednak teraz mieliśmy do dyspozycji unikatową, opracowaną na Caltechu technikę, pozwalającą nam wykorzystać swoisty termometr ze sklejonych izotopów do zbadania temperatury krystalizacji próbek - powiedział Thomas Bristow, główny autor badań. Ten termometr pokazał, że źródło węgla tworzącego skały nie zostało utlenione, do nasycenia dwutlenkiem węgla doszło na powierzchni, a proces formowania się skały przebiegał w gorącym, wodnym środowisku w głębi planety. Wiemy, że stało się to miliony, a prawdopodobnie dziesiątki milionów, lat po zakończeniu epoki lodowcowej. A to oznacza, że niezależnie od tego, co było źródłem węgla obecnego w tych skałach, nie było ono związane z końcem kriogenu - powiedział profesor Eiler. Badania Amerykanów każą ponownie zadać pytanie o to, w jaki sposób i dlaczego zakończył się kriogen. Jednak to tylko część problemu. Powstają pytania o ilość i sposób obiegu metanu w przyrodzie czy o biogeochemię oceanów. W następnym etapie naszych badań spróbujemy odpowiedzieć na pytanie dlaczego ubogie w węgiel-13 węglanowe skały powstawały tylko w ciągu ostatnich 400 milionów lat. To niezwykle interesujące zagadnienie. Jak to się stało, że mimo posiadanych przez nas dowodów na to, że od 3,5 miliarda lat w ziemskich skałach zachodzi zjawisko nasycenia dwutlenkiem węgla przez pierwsze 3 miliardy nie mamy dowodów na utlenianie metanu. Sądzimy, że może mieć to jakiś związek z chemią oceanów, ale wymaga to dalszych badań - mówi profesor John Grotzinger, jeden ze współautorów badań.
-
Gaz naturalny jest postrzegany jako paliwo bardziej przyjazne środowisku niż węgiel. Biorąc bowiem pod uwagę wartość energetyczną metanu, głównego składnika naturalnego gazu, ma skutkować mniejszą niż w przypadku węgla emisją CO2 do atmosfery. Stąd też, m.in., rosnące zainteresowanie gazem łupkowym. I stąd też olbrzymia burza, jaką wywołały badania uczonych z Cornell University, które zostaną opublikowane w najbliższym numerze pisma Climate Change. Uczeni z Cornell dowodzą bowiem, że w perspektywie 20 lat gaz łupkowy może przynieść środowisku więcej szkody niż spalanie węgla. Tradycyjne źródła gazu też są zagrożeniem, ale szczególnie niebezpieczny ma być właśnie gaz łupkowy, który w najbliższej przyszłości stanie się głównym źródłem gazu wydobywanego w USA. Gaz łupkowy bardziej zanieczyści atmosferę z powodu wykorzystywanych metod produkcji, które już podczas wydobycia prowadzą do emisji metanu do atmosfery. Jak uważa biogeochemik Robert Howarth i jego koledzy, od 0,6 do 3,2% gazu łupkowego trafia do atmosfery podczas procesu wydobycia. Jest to tym bardziej niebezpieczne, że zawiera on metan, gaz znacznie silniej wpływający na globalne ocieplenie niż dwutlenek węgla. Badania zespołu Howartha już zostały skrytykowane przez firmy zajmujące się wydobyciem gazu. Badania są niewiarygodne i pełne sprzeczności. Ich główny autor jest biologiem ewolucyjnym i aktywistą organizacji sprzeciwiających się wydobyciu gazu naturalnego, a jako taki nie jest wiarygodny - mówi Russell Jones, doradca ekonomiczny American Petroleum Institute. Niezależni eksperci zgadzają się, że badania są co najmniej kontrowersyjne, a jednym z największych problemów jest przyjęcie 20-letniego horyzontu czasowego. To prawda, że metan ma ponad 70-krotnie silniejszy wpływ na ocieplenie niż dwutlenek węgla - mówią. Jednak, dodają, trzeba pamiętać, że metan rozpada się w atmosferze. Po 100 latach jest on tylko 25-krotnie silniejszy, podczas gdy dwutlenek węgla utrzymuje się przez setki lub tysiące lat. Inni eksperci nie są jednak aż tak krytyczni. Zauważają, że główna krytyka związana jest z... relacjami prasowymi, wyciągającymi z raportu najbardziej sensacyjne stwierdzenia. Alan Krupnick z Resources for the Future stwierdza, że badania nie mówią o tym, że gaz naturalny jest gorszy. „Zaprezentowano tam wyniki symulacji dla dwóch okresów - 20-letniego i 100-letniego" - mówi. Zwraca też uwagę, że w okresie 100-letnim gaz łupkowy nadal jest bardziej szkodliwy niż spalanie węgla, co rzeczywiście każe stawiać pod znakiem zapytania ekologiczne argumenty wysuwane przez jego zwolenników. Zdaniem krytyków badań, Howarth nie powinien porównywać dżuli, a kilowatogodziny wyprodukowanej energii. Jeśli by to zrobił, badania wykazałyby, że gaz łupkowy jest bardziej ekologiczny. Zgadzają się jednak z uczonym z Cornell, iż konieczne są badania pól wydobycia gazu. Niektóre z nich są podziurawione jak szer szwajcarski, a przez nieużywane otwory do atmosfery może trafiać metan. Sam Howarth przyznaje, że konkretne dane to poważna słabość jego badań. Zgadzam się z tym, że dane nie są takie, jakie powinny być. Ale mam nadzieję, że ten raport wymusi na przemyśle wydobywczym, by w końcu udostępnił swoje dane, których obecnie nie chce ujawnić. Dzięki temu każdy z nas będzie dysponował lepszym materiałem niż to, co udało mi się uzyskać.
-
Matka Natura posiada niezwykłe zdolności regeneracji i po raz kolejny udowadnia, jak mało wiemy o wykorzystywanych przez nią mechanizmach. Tym razem zaskoczyła naukowców błyskawicznym unormowaniem poziomu metanu w wodach Zatoki Meksykańskiej. John Kessler z Texas A&M University i David Valentine z University of California, Santa Barbara, przeprowadzili kolejne w ostatnim czasie badania wód Zatoki. W czerwcu ubiegłego roku, po olbrzymim wycieku ropy z platformy Deepwater Horizon, obaj naukowcy badali skład wód Zatoki. Zauważyli wówczas, że wskutek wycieku są one pełne metanu i innych gazowych węglowodorów. Poziom metanu był wówczas aż 100 000 razy wyższy od normalnego. Opierając się na naszych wcześniejszych pomiarach oraz innych badaniach wydawało się, że podwyższony poziom metanu będziemy notowali w Zatoce przez najbliższe lata - mówi Kessler. Kolejne badania wód przeprowadzono zaledwie 120 dni później, we wrześniu i październiku. Naukowcy ze zdumieniem zauważyli, że poziom metanu wrócił do normy. Zanotowano duży wzrost liczby bakterii wykorzystujących metan w procesach metabolicznych oraz oszacowany na milion ton deficyt tlenu, który najprawdopodobniej został zużyty przez wspomniane bakterie. Dzięki tak błyskawicznemu zniknięciu metanu sytuacja wód Zatoki wraca do normy, a dodatkową korzyścią jest fakt, że metan - niezwykle silnie działający gaz cieplarniany - nie trafił z wody do atmosfery. Ta katastrofa umożliwiła przeprowadzenie niezwykłych badań, które pozwoliły na śledzenie losów olbrzymich ilości metanu, które zostają uwolnione do wód oceanicznych - powiedział Valentine. Wyciek z platformy to bardzo cenna lekcja dla naukowców zajmujących się klimatem. Dotychczas sądzono, że znajdujące się pod dnem morskim olbrzymie ilości metanu mogą, jako że są powoli uwalniane, mogą wpływać na kształtowanie klimatu. Tymczasem okazuje się, że - przynajmniej wycieki metanu o podobnej charakterystyce jak ten, do którego doszło wskutek katastrofy - nie mają wpływu na klimat.
-
Jeziora i rzeki emitują więcej metanu niż sądzono
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Jeziora i rzeki są znacznie ważniejszym źródłem emisji metanu niż dotychczas sądzono. Badania przeprowadzone na próbce 474 rezerwuarów słodkiej wody wykazały, że wpływ metanu, trafiającego z tych źródeł do atmosfery, na ocieplanie się klimatu odpowiada wpływowi 25% całkowitej emisji dwutlenku węgla. Główny autor badań, David Bastviken ze szwedzkiego Uniwersytetu Linkoping, mówi, że konieczna będzie zmiana dotychczasowych modeli klimatycznych, na podstawie których prognozowane są zmiany klimatu. Obecnie uwzględniają one bowiem niedoszacowane poziomy metanu. Odkrycie międzynarodowego zespołu naukowców ze Szwecji, Brazylii i USA, wskazuje również, że rola lasów i innej roślinności pochłaniającej gazy cieplarniane, jest jeszcze większa niż sądzono. Część węgla, która jest przechwytywana i magazynowana w ziemi przez rośliny jest równoważona przez słodkowodną emisję metanu - czytamy w podsumowania badań. Dwutlenek węgla, ze względu na swoją ilość, jest najważniejszym gazem cieplarnianym. Jednak metan jest znacznie "potężniejszy". Jego wpływ na ocieplenie jest aż 25-krotnie większy niż identycznej ilości CO2. To pokazuje, jak istotne jest równoważenie wpływu metanu wychwytywaniem dwutlenku węgla przez roślinność. -
Zmiana paszy dla krów zredukuje efekt cieplarniany?
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Za zmiany klimatyczne obwinia się głównie dwutlenek węgla jako tzw. gaz cieplarniany (zatrzymujący ciepło w atmosferze). Rzadziej mówi się o znacznie mocniej działającym metanie. Jest on wytwarzany między innymi w jelitach roślinożernych zwierząt hodowlanych - być może niechętnie się o nim pamięta właśnie dlatego, że nie bardzo wiadomo, co można z tym zrobić. Sposób na zmniejszenie emisji metanu przez krowy i owce proponują naukowcy z holenderskiego Wageningen University - ma to być domieszkowanie paszy azotanami i siarczanami. Sander van Zijderveld już wcześniej pracował nad stosowną zmianą składu pożywienia i jednym z obiecujących dodatków był czosnek, który sprawdzał się w symulacjach i testach na sztucznym żołądku. Niestety, mimo medialnego nagłośnienia sprawy okazał się nieskuteczny, a ponadto nadawał mleku zwierząt nieatrakcyjny zapach. Na właściwy trop nakierował go emerytowany wykładowca uniwersytecki z Australii, Ron Leng. Zasugerował on użycie jako suplementu azotanów (NO3) oraz siarczanów (SO3). Testy przeprowadzano na stadzie owiec na holenderskiej wyspie Texel. Domieszki okazały się skuteczne, 2,6 procenta azotanów w składzie paszy zmniejszał ilość wydalanego metanu o 32 procent. Ta sama ilość siarczanów zmniejszała jego emisję jedynie o 16 procent, ale kombinacja obu składników dawała redukcję aż o 50 procent. Testy wykazały mniejszą skuteczność azotanów w przypadku mlecznych krów, bo jedynie o 16 procent, ale to wynik i tak jest sukcesem. Kłopotliwe jest to, że 2,6% to już bardzo duża domieszka. Taka ilość azotanów w diecie może powodować zmniejszoną absorpcję tlenu przez krew, a to już byłoby nieobojętne dla zdrowia. Ron Leng uważa jednak, że zwierzęta przeżuwające mogą z łatwością przystosować się do takiej diety, jeśli wprowadzać ją stopniowo. Bakterie żołądkowe zwierząt roślinożernych potrafią się bowiem przystosować i nauczyć rozkładać azotany, czerpiąc z nich substancje odżywcze. Mimo sukcesu technicznego, nie należy spodziewać się rychłego pojawienia odpowiednich suplementów na rynku. Nie dają one żadnych zysków odczuwalnych przez hodowców, więc nie mają oni żadnego interesu ekonomicznego w ich ewentualnym stosowaniu. -
Poszukiwanie śladów życia na Marsie nabrało praktycznych rysów dzięki marsjańskim łazikom Spirit i Opportunity. Wciąż jednak ważne są prace teoretyczne, w których - opierając się na posiadanej wiedzy o obecnym i przeszłym wyglądzie Czerwonej Planety - rozważa się, jak to życie mogłoby wyglądać. Od niedawna ważnych poszlak dostarczają badania miejsc na Ziemi, gdzie życie istnieje mimo ekstremalnych i zdawałoby się nieprzyjaznych warunków. Należąca do Kanady Wyspa Axela Heiberga na Morzu Arktycznym jest wyjątkowo surowym miejscem. Nie ma tam niczego, oprócz stacji badawczej Uniwersytetu McGill. To właśnie naukowcy z uniwersytetu zainteresowali się słonymi źródłami Lost Hammer na tej wyspie, które są jeszcze bardziej nieprzyjazne. Woda ma tam temperaturę grubo poniżej zera - do minus 50 stopni Celsjusza - i nie zamarza tylko dlatego, że jest bardzo zasolona. Nie ma w niej nawet rozpuszczonego tlenu, którym mogłoby oddychać jakiekolwiek życie. Ale naukowców zaintrygowały wydobywające się ze źródła bąble metanu. Ponieważ znane są bakterie wytwarzające metan, dr Lyle Whyte postanowił sprawdzić, czy ulatniający się ze źródła gaz jest pochodzenia wulkanicznego, czy może jest sprawką metanotwórczych bakterii. Ku swojemu zdziwieniu naukowcy nie znaleźli ani śladu metanogennych bakterii w źródłach Lost Hammer. Ale jeszcze większą niespodzianką było znalezienie czegoś znacznie bardziej wyjątkowego: rzadkich organizmów beztlenowych, żywiących się metanem i oddychających związkami siarki - siarczanami. Trudno było nie skojarzyć tego faktu z warunkami marsjańskimi, gdzie znajdują się duże ilości zamarzniętej wody i gdzie niedawno odkryto znaczne ilości metanu. Mars jest bardzo zimy, ale są miejsca, gdzie temperatura podnosi się do zaledwie minus 10 stopni, a czasem nawet nieco powyżej zera. Wówczas nawet niezbyt słona woda może osiągać stan ciekły i płynąć. Zdjęcia wykonane przez sondę Mars Orbiter pokazują, że na Marsie wciąż tworzą się nowe wąwozy, choć nie jest jasne, w jaki sposób. Być może odmarzająca słona woda jest odpowiedzią. Możliwość kształtowania powierzchni Marsa przez słoną wodę, dziś lub w przeszłości, jest jedną z najczęściej rozważanych hipotez. Oto dochodzi możliwość, że w takich warunkach na powierzchni Czerwonej Planety mogło istnieć życie, że może nawet dziś. Nie znaczy to oczywiście, że na pewno istnieje, lub istniało kiedyś. Ale wiemy już, że mogło.
-
Nasza wiedza o wszechświecie się poszerza, dzięki nowym technologiom możemy zajrzeć dalej. Od niedawna dopiero udaje się obserwować planety o rozmiarze zbliżonym do Ziemi, a już dostajemy nowe zagadki. Teleskop Spitzera odnalazł ziemiopodobną planetę z atmosferą zaledwie 33 lata świetlne od nas. Problem w tym, że nie wygląda ona tak, jak według dotychczasowych teorii powinna. Według określeń samych astronomów, nie „smakuje" jak myśleliśmy, bo... nie zawiera metanu. Odkryta planeta, wielkości naszego Neptuna, otrzymała nazwę GJ 436b. Obiega ona niewielką, chłodną gwiazdę w konstelacji Lwa, rok na niej trwa niecałe trzy nasze dni. To najmniejsza dotąd odkryta planeta „posmakowana" teleskopem, więc zrozumiała jest radość astronomów: oznacza to, że przy użyciu większego teleskopu niż Spitzer będzie można badać jeszcze mniejsze planety i analizować ich skład chemiczny. Radość zamieniła się jednak w zmieszanie, kiedy okazało się, że nowy glob nie pasuje do teorii, wg której jego atmosfera powinna zawierać duże ilości metanu. Dlaczego astronomowie spodziewają się właśnie metanu? Metan w ziemskiej atmosferze powszechnie wytwarzany jest przez organizmy żywe, począwszy od bakterii, aż po ssaki. Jednak metan na nowo odkrytej planetce oczekiwany był dlatego, że tak podpowiada znana nam chemia. Większość znanych planet i innych obiektów, wliczając również „brązowe karły", czyli nieudane gwiazdy, zawiera duże ilości metanu. Metan znajdowany jest w każdym obiekcie o temperaturze nie większej niż tysiąc Kelvinów (około 730° Celsjusza). Tak przynajmniej było do tej pory. Atmosfera GJ 436b powinna zawierać w większości metan oraz niewielkie ilości tlenku węgla. To po prostu typowe związki węgla, jakie się normalnie tworzą w takich temperaturach. Analiza spektrum światła pokazała obecność tlenku węgla, ale ani śladu metanu! Teoretycy otrzymali w ten sposób nielichą zagadkę. Dotychczasowe teorie trzeba będzie niestety tworzyć na nowo. Na razie bezradnie drapiemy się po głowach - przyznają badacze. - Ale mamy przynajmniej świadomość, że nasze teoretyczne modele planet wymagają zdecydowanych poprawek. Zaczynamy jednak wreszcie dostawać rzeczywiste dane z odległych obiektów, to pozwoli nam zrozumieć, co się dzieje z ich atmosferami. GJ 436b odkryto analizując sposób, w jaki zakłóca ona docierające do nas światło swojej gwiazdy. Przy każdym obiegu raz planeta przechodzi przed tarczą słoneczną, raz się za nią chowa. Pozwala to określić jej rozmiary i skład chemiczny. Do tej pory w ten sposób odkrywano jedynie planety olbrzymy, o rozmiarach podobnych do naszego Jowisza. Udoskonalenie tej techniki pozwoli teraz na odkrywanie planet podobnych do Ziemi, na których może znajdować się życie. Dlatego zrozumienie, jak ewoluuje skład atmosfery i jak powstają i utrzymują się składniki pozwalające rozwijać się życiu - woda, tlen, węgiel - są takie ważne. Spitzer jest już nienowym teleskopem, który zakończył swoją podstawową misję, kiedy w 2009 roku skończyły mu się zapasy substancji chłodzącej aparaturę. Od tego czasu używany jest jedynie do rejestrowania obiektów w podczerwieni - w ten właśnie sposób odkrył on tę zaskakującą planetę.
-
Naukowcy odkryli, że na północy Syberii z dna morskiego uwalniają się olbrzymie ilości metanu - bardzo groźnego gazu cieplarnianego. Obecnie, nie wiadomo jednak, jego uchodzenie z zamarzniętego dna jest procesem naturalnym, który ma miejsce od dawna, czy też związane jest z ocieplaniem się klimatu. Uczeni obliczają, że z nowo odkrytego źródła emisji do atmosfery trafia około 8 milionów ton metanu rocznie. To tyle, co ze wszystkich oceanów. "Wieczna zmarzlina znajdująca się pod powierzchnią wody traci swoje właściwości, które czyniły ją nieprzeniknioną barierą" - mówi Natalia Shakhova z University of Fairbanks. Brała ona udział w badaniach, podczas których mierzono poziom metanu w wodzie i powietrzu w 5000 lokalizacji szelfu arktycznego wschodniej Syberii. Pomiary wykonywano w latach 2003-2008. Okazało się, że w niektórych miejscach z wody unoszą się bańki z metanem. Dotychczas sądzono, że wieczna zmarzlina jest nieprzeniknioną barierą, w której metan został na stałe zamknięty. Okazuje się jednak, że nie jest to prawda. Jak informuje Shakhova, stężenie metanu w Arktyce jest obecnie największe od 400 000 lat. Rosnące temperatury mogą tylko przyspieszyć proces uwalniania się syberyjskiego metanu. To dobrze, że emisja ta została udokumentowana, ale nie możemy powiedzieć, że oznacza to jej wzrost - stwierdził Martin Heimann z Instytutu Maksa Plancka. Uwalnianie się metanu może mieć miejsce od ostatniej epoki lodowcowej - dodaje. Przypomina ponadto, że 8 milionów ton, to niewielka ilość w porównaniu z ogólnoświatową emisją wynoszącą 440 milionów ton. Odkrywcy nowych źródeł emisji apelują o ich ciągłe monitorowanie. Działania takie pozwolą bowiem stwierdzić, czy uwalnianie się gazu postępuje ze stałą prędkością, czy też jest zapowiedzią nadejścia okresu znacznie zwiększonej emisji metanu do atmosfery. W wiecznej zmarzlinie uwięzione są gigantyczne ilości metanu. Uwolnienie się do atmosfery niewielkiej jego części może wywołać gwałtowne zmiany klimatyczne.
-
Geofizycy z waszyngtońskiej Carnegie Institution udowodnili, że w warunkach panujących pod powierzchnią Ziemi możliwe jest zajście syntezy metanu (CH4) z materii nieorganicznej. Oznacza to ni mniej, ni więcej, że znaczna część zasobów ropy i gazu ziemnego na naszej planecie mogła powstać w procesach niezależnych od ilości dostępnej biomasy, a do tego proces ten może trwać nieustannie aż do dziś. Autorzy studium, kierowani przez Anuraga Sharmę, przeprowadzili serię doświadczeń symulujących warunki panujące pod powierzchnią Ziemi. W specjalnie przygotowanej aparaturze testowano różne mieszanki substancji i poddawano je ekstremalnym warunkom: ciśnieniom sięgającym 8 GPa oraz temperaturom do 1500°C. Jak się okazało, w wielu sytuacjach uwzględnionych przez eksperymentatorów dochodziło do powstawania metanu w sposób niezależny od obecności organizmów żywych oraz związków, których powstanie byłoby niemożliwe bez ich udziału. Synteza zachodziła szczególnie wydajnie, gdy w mieszaninie reakcyjnej obecny był kwas mrówkowy (związek organiczny, który może powstać w głębi Ziemi na drodze abiotycznej syntezy) oraz tlenek żelaza (substancja występująca pospolicie pod powierzchnią naszej planety), które silnie sprzyjały syntezie CH4 z pospolitych substancji, takich jak woda, grafit, CO2 czy wodór. Co więcej, symulowane warunki odpowiadają tym panującym w płaszczu i dolnych warstwach skorupy Ziemi, co sugeruje, że synteza metanu może wciąż zachodzić pod naszymi stopami. Eksperyment przeprowadzony przez zespół z Carnegie Institution potwierdza, że zasoby ropy i gazu znajdujące się pod powierzchnią Ziemi mogły (i wciąż mogą) powstawać niezależnie od organizmów żywych. Jeżeli jest to prawda, prognozy na temat światowych rezerw paliw kopalnych mogą wymagać gruntownej korekty.
-
Kanadyjska firma Atlantic Hydrogen opracowała metodę usuwania węgla z metanu. Dzięki temu uzyskujemy mniej szkodzący środowisku gaz oraz sadzę, którą można sprzedać za grube pieniądze. W efekcie cały proces jest opłacalny. Gaz, który emituje mniej węgla może być pożądanym towarem, gdyż coraz więcej rządów wprowadza opłaty za emisję szkodliwych substancji do środowika. Z kolei Atlantic Hydrogen zarobi nie tylko na sprzedaży czystszego metanu, ale również sadzy. Jej cena może dochodzić do kilku tysięcy dolarów za tonę. Sadza używana jest w atramentach i plastikach do nadawania kolorów, a w wyrobach gumowych (jak np. opony) do ich wzmacniania. Zwykle pozyskuje się ją podczas częściowego spalania ciężkich frakcji ropy naftowej i filtrowania powstającego dymu. Proces ten bardzo zanieczyszcza środowisko. Na 1 tonę wyprodukowanej sadzy przypadają 2,4 tony dwutlenku węgla. Atlantic Hydrogen zapewnia, że firmowa technologia pozyskiwania sadzy mniej zanieczyszcza środowisko i jest tańsza niż inne technologie wyłapywania i składowania węgla. Sercem systemu kanadyjskiej firmy jest reaktor plazmowy o nazwie CarbonSaver. Pracuje on w temperaturach od 1500 do 2500 stopni Celsjusza i można umieścić go w bardzo różnych miejscach: od stacji, w których gaz jest sprężany, poprzez podziemne magazyny, aż po punkty, w których gazociąg wchodzi do danej miejscowości. Wewnątrz reaktora dochodzi do wyładowań elektrycznych, w wyniku których metan rozdzielany jest na wodór i węgiel. W wyniku tej reakcji część węgla przechodzi w stan stały, przypominający toner w drukarkach laserowych. Następnie dochodzi do ponownego związania się wodoru z węglem. W ten sposób powstaje gaz o 10 do 20% udziale wodoru. Przez ostatnie trzy lata prowadzono testy kanadyjskiego systemu. Zapewniał on 75 kilowatów mocy. W ciągu godziny oczyszczano 25 metrów sześciennych gazu, uzyskując paliwo z 10-procentową zawartością wodoru. Badania wykazały, że silniki napędzane takim gazem były o 5% bardziej efektywne, a ich emisja CO2 zmniejszyła się o 7%. Jednocześnie gaz był lepiej spalany, co prowadziło do zmniejszenia emisji tlenków azotu. Zdaniem przedstawicieli Atlantic Hydrogen może ona zostać zredukowana o więcej niż 50%. Firma już podpisała umowę z największym kanadyjskim producentem naturalnego gazu, firmą EnCana Corp. Dzięki temu możliwe będzie przetestowanie systemu w warunkach zwiększonego ciśnienia. Już w tej chwili wiadomo, że wynalazek sprawdza się przy ciśnieniu 10,5 atmosfery i będzie działał przy jeszcze wyższym. Niektórzy specjaliści zwracają uwagę, że gaz produkowany przez CarbonSaver będzie miał niższą gęstość energetyczną, od gazu, z którego nie usunięto węgla. Jednak przedstawiciele Atlantic Hydrogen mówią, że różnica nie będzie wielka, gdyż oczyszczony gaz jest lepiej spalany. Ponadto pod uwagę trzeba brać też ekonomiczne aspekty przedsięwzięcia. Zwykle firmy produkujące gaz naturalny muszą komuś zapłacić za wychwycenie i spalenie węgla. Tutaj mogą uzyskać z niego produkt, który będą mogły dalej sprzedać. Tym bardziej, że wstępne badania nanostruktury uzyskiwanej sadzy dały bardzo obiecujące rezultaty. Niewykluczone, że w łatwy sposób uda się z niej stworzyć grafen.
-
Na Pennsylvania State University powstał interesujący sposób na przechowywanie energii. Szczególnie przyda się on w przypadku źródeł odnawialnych. Jak wiemy, źródła te są bardzo "kapryśne". Wiatry wieją nieregularnie, a Słońce nie świeci w nocy. Czasami możemy więc pozyskać z tych źródeł nadmiar energii, którą jest trudno przechowywać, a czasami doświadczymy niedoboru. Bruce Logan i jego zespół odkryli, że bakterie z gatunku Methanobacterium palustre potrafią pozyskiwać metan z... prądu elektrycznego. Gdy umieścić je na katodzie, mikroorganizmy używają elektronów do przetwarzania dwutlenku węgla w metan. Ten z kolei możemy zbierać, przechowywać i spalać wtedy, gdy będziemy potrzebowali dodatkowej energii. Plusem takiego rozwiązania jest fakt, że, w przeciwieństwie do procesu katalizy, nie używa ono żadnych drogich metali. System jest dość wydajny. Można w ten sposób odzyskać 80% pierwotnej ilości energii. Nowa technika jest dopiero rozwijana, ale może mieć przed sobą bardzo obiecującą przyszłość. Z jednej strony możliwe będzie stworzenie np. przy każdej najmniejszej nawet elektrowni wiatrowej prostego systemu przechowywania nadmiarowej energii, a z drugiej - niewykluczone, że system będzie w stanie pozyskiwać CO2 z kominów elektrowni czy też wprost z powietrza, oczyszczając przy okazji atmosferę.
-
NASA wydało oświadczenie dotyczące pochodzenia marsjańskiego metanu. Wbrew wcześniejszym spekulacjom mediów, Agencja nie potwierdziła źródła pochodzenia gazu. Wiadomo jedynie, że Mars "żyje". Najważniejsze pytanie brzmi: czy jest to "życie" w sensie geologicznym czy biologicznym. Dotychczasowe badania wykazały, że na Czerwonej Planecie występuje metan oraz że ulega on szybkiej degradacji w marsjańskiej atmosferze. Musi więc istnieć jakieś źródło, z którego jest on odnawiany. I rzeczywiście, na północnej półkuli znaleziono źródła, z których wydobywa się metan. Jedno z nich dostarcza nawet 19 000 ton rocznie. Naukowcy z NASA zastrzegają, że obecnie nie mają żadnych danych, które pozwoliłyby stwierdzić, jakie jest pochodzenie marsjańskiego metanu. Na Ziemi aż 90% tego gazu jest produkowanych przez organizmy żywe. Jednak może on też powstawać podczas procesów geologicznych. Mars więc w jakimś sensie żyje. I niewykluczone, że jest to życie biologiczne. Na Ziemi mikroorganizmy znajdowane są na głębokości nawet 3 kilometrów pod powierzchnią planety. Występujące na takich głębokościach promieniowanie jonizujące rozbija wodę na wodór i tlen. Mikroorganizmy korzystają z wodoru jako źródła energii. Niewykluczone, że podobne organizmy przeżyły miliardy lat pod zamrożoną powierzchnią Marsa, na głębokościach, na których woda jest w stanie ciekłym, promieniowanie zapewnia energię, a dwutlenek węgla dostarcza węgiel - mówi doktor Michael Mumma z NASA. Gazy, takie jak metan, mogą wydobywać się spod powierzchni właśnie w miesiącach letnich, gdy otwierają się szczeliny w powierzchni planety - dodaje. Doktor Carl Pilcher, dyrektor Instytutu Astrobiologii NASA zauważa: Mikroorganizmy, które produkują metan z wodoru i dwutlenku węgla były jednymi z pierwszych form życia na Ziemi. Jeśli życie kiedykolwiek istniało na Marsie, to logiczne staje się przypuszczenie, że wyewoluowały tak, by wytwarzać metan z tlenku węgla obecnego w atmosferze planety. Niewykluczone jednak, że źródłem metanu są współczesne lub wygasłe procesy geologiczne. Dopiero w przyszłości, podczas kolejnych misji na Marsa, mamy szansę na poznanie źródła metanu. Jednym ze sposobów jego zbadania jest przeprowadzenie badań na obecność izotopów. Jeśli okaże się, że w metanie występuje mniej deuteru, niż w wodzie, która się wraz z nim uwalnia spod powierzchni planety, będzie to dowód na biologiczne pochodzenie gazu.
-
NASA zdobyła ponoć dowody na istnienie życia na Marsie. Gdy w 2003 roku zauważono na Marsie chmury metanu, zaczęto zastanawiać się nad ich pochodzeniem. Na Ziemi bowiem aż 90% tego gazu produkują organizmy żywe. Marsjański metan mógł więc wskazywać na istnienie życia na Czerwonej Planecie. Jednak, podobnie jak 10% ziemskiego, mógł on pochodzić ze źródeł geochemicznych. Przez ostatnie 6 lat prowadzono obserwacje Marsa. Obecnie media doniosły, że wkrótce NASA wyda oświadczenie dotyczące źródeł metanu. Ma z niego wynikać, iż marsjański metan jest pochodzenia organicznego i jest on na bieżąco produkowany przez bakterie żyjące pod powierzchnią planety. Oświadczenie ma zostać przedstawione jeszcze dzisiaj.
-
Chemicy z University of Liverpool opracowali technikę proszkowania metanu. Może ona w przyszłości zrewolucjonizować sposób transportu tego gazu oraz przyczynić się do rozwoju pojazdów napędzanych metanem. Andrew Cooper i jego zespół pokazali, że można zamknąć metan w suchej wodzie, czyli mieszaninie krzemionki i wody. Metan w stanie stałym jest znany nie od dzisiaj. Wodzian metanu powstaje w rurociągach, przyczyniając się do ich zatykania, a duże złoża tego związku znajdują się np. pod dnem oceanów. Mogą w przyszłości stać się one przyczyną poważnych kłopotów, jeśli wskutek rosnących temperatur metan uwolni się do atmosfery. Wodzian metanu powstaje bowiem z wody i metanu w warunkach wysokiego ciśnienia i niskiej temperatury. Już wcześniej próbowano sztucznie produkować "stały metan". Problem w tym, że potrzebne jest wspomniane już wysokie ciśnienie i niska temperatura, a cały proces zachodzi powoli. Można go przyspieszyć gwałtownie mieszając wodę z metanem, jednak jest to proces kosztowny i skomplikowany. Dlatego wciąż najpopularniejszym środkiem transportu metanu są rurociągi oraz specjalne pojemniki, w których znajduje się on pod ciśnieniem. Cooper i jego koledzy znaleźli jednak rozwiązanie problemu. Najpierw stworzyli suchą wodę poprzez połączenie wody z krzemionką, dzięki czemu powstały miniaturowe kropelki wody, których powierzchnię pokrywała krzemionka, niedopuszczając do ich zlewania się. Jeśli kiedykolwiek widzieliście krople wody na suchym kurzu, to jest to coś podobnego. Formują one kulki pokryte kurzem - mówi Cooper. Sucha woda to specyficzna substancja. Wygląda jak proszek, ale wystarczy rozetrzeć ją na skórze by stała się wodą. Naukowcy zauważyli, że stworzona przez nich sucha woda pochłania w temperaturze 0 stopni Celsjusza, olbrzymie ilości metanu. W 6 gramach suchej wody można zawrzeć aż litr gazu. Co więcej, taka metoda zestalania gazu jest prosta i tania. Ma ona jednak i wady. Tak uzyskany sproszkowany wodzian jest stabilny pod ciśnieniem atmosferycznym tylko wówczas, gdy zostanie schłodzony do temperatury -70 stopni Celsjusza. Temperaturę tę można podnieść, ale wówczas trzeba zwiększyć ciśnienie. Kolejny problem to ponowne łączenie się kropli wody po kilkunastu cyklach uwalniania i zatrzymywania gazu. Powoduje to spadek zdolności suchej wody do wchłaniania gazu. Można mu zapobiec poprzez regularne wstrząsanie. Cooper przyznaje, że jeśli chodzi o przechowywanie gazu, to trudno jest od razu rozwiązać wszystkie problemy. Dlatego też jego technologia przez dłuższy czas nie będzie wykorzystywana w praktyce.