Какой громкой бывает отрыжка?

Научные факты: что мы делаем?

С 1988 года правительства всего мира активно сотрудничают с целью узнать как можно больше об изменении климата и решить, как справиться с этой проблемой. Вот краткий список того, что уже сделано:

1988 год. Организация Объединенных Наций (ООН) создала Межправительственную комиссию по климатическим изменениям (IPCC), перед которой поставлена задача получать от ученых всего мира достоверную информацию об изменении климата и доводить ее до сведения правительств.

1992 год. Сто шестьдесят шесть стран совместными усилиями разработали и приняли Рамочную конвенцию ООН об изменении климата (UNFCCC), в которой каждой стране предлагается предоставлять информацию о выбросах парниковых газов и, если они будут признаны слишком большими, принять меры к их уменьшению.

1997 год. Представители стран ООН встретились в Киото, Япония, и достигли согласия по вопросу о целях ограничения выбросов парниковых газов, приняв знаменитый Киотский протокол.

1998–2004 годы. Киотский протокол подписан почти всеми странами, и многие из них начали эффективно сокращать свои выбросы.

2005 год. Киотский протокол получил статус международного соглашения, подлежащего соблюдению до конца 2012 года.

2007, 2008, 2009 годы. Страны ООН продолжают встречаться на конференциях и саммитах, пытаясь решить, что делать дальше после того, как срок действия Киотского протокола истечет.

Потепление на планете происходит само по себе, или это наших рук дело?

В прошлом климат Земли уже не раз становился теплее и холоднее, и по большей части у этих изменений были естественные причины, такие как деятельность вулканов, астероиды и Солнце. Но этим нельзя объяснить потепление, которое происходит в последнее время, из чего следует, что виновниками данного процесса можем быть мы.

— Но почему как что, так сразу мы? Разве не может быть так, что во всем виновато Солнце?

То есть вы хотите сказать, если Солнце нагревает Землю, а Земля становится теплее, то это может означать, что просто Солнце становится горячее?

— Вот именно.

Такое объяснение выглядит очевидным, и Солнце определенно вносило свою лепту в потепления и похолодания, происходившие на Земле в прошлом. Его температура (а точнее, количество излучаемой им энергии) время от времени повышалась и понижалась, и вполне возможно, что раньше это и было причиной резких потеплений и похолоданий климата.

— Вот и я о том же.

Вдобавок ко всему, орбита движения Земли вокруг Солнца со временем менялась. Вместе с этим изменялся наклон ее оси (линии между Северным и Южным полюсами, относительно которой вращается Земля), сдвигая некоторые участки Земли (например, полярные зоны) то ближе к Солнцу, то дальше от него. Длительность регулярных циклов таких смещений измерялась тысячелетиями. Это приводило к чередованию потеплений и похолоданий, в ходе которых полярные ледяные шапки таяли и уменьшались или намерзали и увеличивались, вызывая ледниковые периоды, сменявшиеся глобальными потеплениями.

— Короче, все ясно. Что и требовалось доказать. Просто Солнце и Земля исполняют свой любимый танец.

К сожалению, на сей раз дело не в звездных танцах. Естественные изменения всегда происходят очень медленно, на протяжении многих тысяч лет, и они не могут быть причиной стремительного потепления, которое мы наблюдаем с начала 1970-х годов. Похоже, что оно вызвано чем-то другим.

— А как насчет вулканов? На что способны они?

Вулканы извергают пыль, двуокись углерода и другие газы, которые тоже способствуют глобальному потеплению. Время от времени происходят очень крупные извержения, в ходе которых в верхние слои атмосферы выбрасывается столько пепла, что он окутывает весь земной шар и закрывает солнце на целый год или даже больше. После извержения индонезийского вулкана Кракатау в 1883 году температура атмосферы упала больше чем на 1 °C и держалась ниже нормы в течение года с лишним. Влияние этого извержения на погодные условия продолжало ощущаться еще четыре года.

— А падающие астероиды?

Падение на Землю крупного астероида может вызвать колоссальный взрыв с выбросом в атмосферу пара, пыли и пепла. Последствия этого могут быть такими же, как и при извержении вулкана (или даже хуже). Когда 65 миллионов лет назад такой астероид упал на полуостров Юкатан в Мексике, сила взрыва оказалась больше, чем у семи миллиардов атомных бомб. Этот взрыв изменил климат планеты на долгие годы и уничтожил многие виды животных и растений, включая, по мнению ученых, большинство динозавров.

— Может, это они изменили климат?

Может быть, но крупные извержения и падения астероидов обычно вызывают похолодания, а не потепление вроде того, что происходит в последние годы. К тому же вулканы выбрасывают слишком мало парниковых газов, чтобы стать основными (или даже частичными) виновниками нынешнего потепления. Хотя вулканы, астероиды и Солнце играют определенную роль в изменении климата, ни одна из этих естественных причин не могла вызвать такое глобальное изменение температуры, какое наблюдается в последние тридцать или сорок лет.

— Но если мы твердо уверены, что потепление вызвано не естественными причинами, то почему некоторые люди так упорно на этом настаивают?

По двум причинам.

Во-первых, трудно определить, что является главной причиной. Мы можем утверждать, что человечество изменяет атмосферу Земли, сжигая уголь, газ и нефть. Можем доказать, что атмосфера нагревается. Но, невзирая на всю очевидность происходящего, мы не в состоянии неопровержимо доказать, что сжигание топлива стало основной причиной потепления.

— А другая причина?

Другая причина проста: кое-кому это невыгодно. Признание вины означало бы, что нам — если мы хотим справиться с проблемой — нужно радикально изменить свой образ жизни, принципы ведения бизнеса и даже государственное устройство. Некоторые влиятельные люди категорически не желают этого делать, и поэтому либо отказываются поверить, что проблема создана нами, либо избегают разговоров на эту тему. Такая позиция позволяет им бездействовать. Но кроме них есть и те, кто осознает наличие проблемы, однако считает, что произвести необходимые изменения будет слишком трудно или дорого. Подобное отношение чаще всего отмечается в развивающихся странах, где проводить дорогостоящие преобразования намного труднее, чем в развитых.

— Но процесс продолжает идти! И они лишь ухудшают ситуацию!

Да. Положение очень сложное.

— И что мы можем с этим поделать?

Мы можем продолжать говорить об этом, пока не убедим всех. Или хотя бы до тех пор, пока не привлечем на нашу сторону достаточно людей, чтобы изменить ситуацию.

— И я тоже могу попробовать себя в этом деле?

Конечно. Чем больше нас будет, тем лучше.

Читайте о проблеме, изучайте ее, рассказывайте о ней — спасайте Землю!

Можем ли мы повлиять на парниковый эффект и остановить глобальное потепление?

Мы не можем повлиять на парниковый эффект и нам не нужно этого делать. Он сохраняет нам жизнь, и без него Земля была бы совсем другой. Что же касается глобального потепления, вызванного людьми, то это совсем другая история…

— Но разве парниковый эффект и глобальное потепление — это не одно и то же?

Не совсем. Парниковый эффект — это процесс, который делает (и сохраняет) Землю намного более теплой, чем она была бы без него. Он позволяет удерживать в атмосфере инфракрасное излучение, в просторечии именуемое теплом. Обычно это обеспечивает Земле довольно стабильную температуру, благоприятную для всего живого. Глобальным потеплением называется то, что происходит, когда по какой-то причине парниковый эффект усиливается и выходит за пределы нормы. В результате через какое-то время температура начинает постепенно повышаться и создавать массу всевозможных проблем для всего живого на этой планете. Включая нас.

— Так значит, это парниковый эффект вызывает глобальное потепление? Не будет парникового эффекта, не будет потепления.

Это действительно так, но…

— Вот видите, мы и докопались до сути. Все, что нам нужно сделать, — это остановить парниковый эффект, и проблема будет решена.

Ну хорошо, предположим, вы правы. Но как вы собираетесь это сделать?

— Легко! У меня есть отличный план. Все пройдет, как по нотам.

Что ж, выкладывайте.

— Нужно всего лишь закрыть Солнце, и все остынет.

И чем его закрыть?

— Ну, чем-нибудь вроде громадного космического зонтика между нами и Солнцем. Его можно доставить туда на ракете.

Хорошо, допустим, вы сумеете построить достаточно большой зонтик, чтобы заслонить Солнце, и вся Земля окажется в тени…

— То, что надо!

… тогда вы просто создадите постоянное всемирное солнечное затмение. Вскоре после этого мир замерзнет и все живое погибнет. Результат получится, прямо скажем, не очень хорошим.

— Жаль, не подходит. Но ничего. Тогда используем план Б.

План Б?

— Ага, план Б. Нужно построить громадный пылесос и высосать из атмосферы все газы, чтобы они не могли задерживать тепло.

Все газы? А может, стоит оставить немножко воздуха для дыхания?

— Ах да, само собой… не все газы. Я немного неправильно выразился. Только те, что образуют парниковый эффект.

Хорошо, но даже если ваш мегапылесос, способный отфильтровывать парниковые газы, справится с этой задачей, у вас все равно возникнет проблема.

— Какая?

Так уж получилось, что самые распространенные парниковые газы в атмосфере — водяной пар и двуокись углерода — крайне необходимы для жизни на Земле. Стоит их удалить, и тогда все растения и водоросли очень быстро погибнут, потому что вода и углекислый газ нужны им (а заодно и многим видам бактерий), чтобы расти и выживать. И когда их не станет, все прочие организмы, которые питаются растениями, вскоре последуют за ними.

… Да и то лишь в том случае, если они сумеют прожить на жгучем морозе достаточно долго, чтобы умереть от голода. Удалив двуокись углерода и другие парниковые газы, вы успешно покончите с парниковым эффектом. Но, к сожалению, тогда средняя температура на Земле опустится до -18 °C. Примерно такая сейчас в районах за Полярным кругом.

— В общем, остановить парниковый эффект мы не можем. А если бы и могли, это была бы очень плохая идея.

Одним словом, да. Парниковый эффект необходим всему живому на планете, потому что он удерживает температуру в пределах узкого интервала, позволяющего нам и другим организмам выжить. Мы не хотим, чтобы он исчез. Но, с другой стороны, мы не хотим, чтобы он усиливался. Ведь тогда нам станет почти так же плохо, как без него.

— Вы имеете в виду глобальное потепление?

Совершенно верно. Из-за него и поднялся весь ажиотаж. Уже больше 150 лет мы добавляем в атмосферу невероятное количество двуокиси углерода и других парниковых газов главным образом в результате сжигания нефти, природного газа и угля при производстве энергии. Судя по всему, это привело к многократному усилению парникового эффекта, что стало причиной резкого повышения температуры на нашей планете. В результате получилось нечто, больше похожее на глобальный разогрев, чем на глобальное потепление. И началось оно не само собой — это наших рук дело.

— Но разве мы не можем просто остановить разогрев планеты, перестав добавлять в атмосферу парниковые газы?

Проблема в том, что сделать это совсем непросто. Для этого нужно прекратить сжигать уголь и природный газ. Мы поставили себя в зависимость от этих видов топлива, необходимых для производства электричества, отопления жилищ и транспорта. Поэтому мы не в состоянии отказаться от их использования. Во всяком случае, пока не изобретем альтернативный способ снабжения энергией наших домов, заводов, офисов и транспортных средств. Альтернативные источники энергии[10] — такие как солнце, ветер, вода и биологическое топливо — существуют, но способы их использования недостаточно развиты для того, чтобы ими можно было полностью заменить ископаемое топливо. Еще один вариант — это атомная энергия, но с ней связана масса других проблем (например, куда девать опасные радиоактивные отходы). Следовательно, самое лучшее, что мы можем сделать, — это максимально сократить сжигание ископаемых видов топлива и одновременно развивать технологии использования альтернативных источников энергии, которые смогут удовлетворить наши потребности, не усиливая парниковый эффект. Пока это не будет сделано, проблема будет только обостряться.

— Похоже, нам стоит с этим поторопиться.

Золотые слова!

Могут ли испускаемые коровами газы вызвать изменение климата?

Несмотря на очень сильный запах, кишечные газы, испускаемые коровами, почти никак не влияют на изменение климата. Чего нельзя сказать об отрыжке — выходе образующихся в желудке газов через рот. Вместе с такими же газами, которые выделяют другие травоядные животные, они определенно усугубляют проблему изменения климата.

— Другими словами, выхлопы сзади не вызывают изменение климата, а спереди вызывают?

На самом деле, ни те, ни другие не способны стать главной причиной изменения климата. Изменение климата происходит в результате воздействия на Землю множества различных факторов, и испускаемые коровами газы — это лишь маленький фрагмент большой картины. Все дело в количестве парниковых газов, которые накапливаются в атмосфере, и в том, как это приводит к удержанию в ней все большего количества тепла.

— Так почему же все-таки газы, испускаемые при отрыжке?

Потому что кишечные газы при всей их зловонности содержат не особенно много парниковых газов. Однако в силу особенностей своего пищеварения коровы и другие травоядные животные выделяют парниковые газы в виде отрыжки.

— То есть в коровьей отрыжке много двуокиси углерода?

Да. Но проблема не в этом. Все живые существа на земле выделяют двуокись углерода с выдыхаемым воздухом (и отрыжкой), а также когда разлагаются после смерти.

— Погодите. Я думал, что проблема глобального потепления связана в первую очередь с двуокисью углерода, разве не так?

Вы правы. Все так и есть. Но двуокись углерода, которую производят одни живые организмы, успешно поглощается другими организмами — растениями, водорослями и бактериями — в процессе фотосинтеза. Всю эту сбалансированную систему выводит из равновесия тот углекислый газ, который мы производим искусственно, сжигая уголь, природный газ и нефть. Количество двуокиси углерода, производимой коровами и другими живыми существами, не идет ни в какое сравнение с объемами двуокиси углерода, ежедневно поступающей в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива. Вот почему проблемой является не двуокись углерода в коровьей отрыжке.

— Но тогда в чем суть проблемы с коровами?

Суть в том, что на состояние атмосферы влияют и некоторые другие газы, которые по силе вредоносного воздействия во много раз превосходят двуокись углерода. И один из этих газов содержится в коровьей отрыжке. Коровы, овцы и другие травоядные животные (их называют жвачными) отрыгивают метан — чрезвычайно вредный парниковый газ. Жвачные животные, как вы знаете, питаются травой, которую трудно переварить. Поэтому животным нужно ее пережевать, проглотить, немного переварить в желудке, потом отрыгнуть, чтобы снова вернуть в рот, еще немного пожевать…

— Тьфу, какая гадость!

…наберитесь терпения — а затем повторять эту процедуру снова и снова, пока бактерии, живущие в их желудках, не закончат перерабатывать мягкие и влажные комки перемолотой в кашицу травы. В ходе этого процесса они выделяют метан (СН4). Попадая в атмосферу, этот газ поглощает примерно в двадцать пять раз больше тепла, чем СО2. Поэтому, несмотря на гораздо меньшую концентрацию (сейчас среднее содержание метана в атмосфере оценивается как две части на миллион — в 190 раз меньше, чем двуокиси углерода), по суммарной силе своего воздействия на глобальное потепление метан всего в три раза уступает двуокиси углерода.

— Значит, метан является самым страшным парниковым газом?

Он, конечно, очень вреден, но есть и другие, еще более опасные. Например, фреоны (CFC), производимые искусственным путем газы, которые используются в аэрозольных баллончиках, холодильниках и кондиционерах. Их парниковая активность примерно в 2000 раз выше, чем у двуокиси углерода. Поэтому даже то, сравнительно небольшое количество фреонов, что мы уже успели выпустить в атмосферу, причиняет ей колоссальный ущерб. К счастью, в 1987 году страны мира признали, что фреоны впридачу ко всему разрушают озоновый слой, и приняли совместное решение сократить их производство. Кроме того, существует еще несколько чрезвычайно вредных газов, таких как оксиды азота (NOx) и приповерхностный озон (О3), главными источниками которых являются заводы, транспортные средства и сельское хозяйство. Следует отметить, что в число парниковых газов входит также водяной пар. По силе воздействия он значительно уступает другим, но в атмосфере его так много (почти в тридцать раз больше, чем углекислого газа), что производимый им эффект колоссален. Кстати, водяной пар может вызвать еще больше проблем в будущем, когда по мере нагревания атмосферы с поверхности океанов будет испаряться все больше и больше воды.

— Но какое конкретно количество метана отрыгивают коровы?

Одна корова за год отрыгивает от 80 до 110 кг метана.

— Не очень то и много.

На первый взгляд, нет. Но умножьте эти цифры на количество животных. Только в США насчитывается больше 100 миллионов голов крупного рогатого скота, а количество жующих траву и отрыгивающих метан коров, овец, коз и других жвачных животных во всем мире оценивается примерно в 1,2 миллиарда. Каждый год они выделяют в атмосферу больше 80 миллионов тонн метана.

— Неслабая отрыжка…

Согласен. Хорошо еще, что метан не имеет запаха, иначе на планете воняло бы намного сильнее.

— Можем ли мы что-нибудь с этим поделать?

Вряд ли мы сумеем уговорить миллиард с лишним животных сдерживать отрыжку. И если только мы не станем содержать их всех в помещениях или не наденем на них респираторы, способные улавливать содержащиеся в отрыжке газы (что крайне маловероятно), то нечего и надеяться, чтобы уловить метан прежде, чем он попадет в атмосферу. И даже если мы найдем способ очищать коровью отрыжку (или просто перестанем разводить коров), это не поможет решить проблему с метаном.

— Почему?

Прежде всего потому, что дикие жвачные животные отрыгивают вредных газов ничуть не меньше, чем домашние, и они будут продолжать этим заниматься. Но даже если мы избавимся от них (не очень хороший выход, даже ради спасения планеты), то снижение выбросов метана окажется совсем незначительным по сравнению с количеством этого газа, которое каждый год поступает в атмосферу из других источников, таких как бактерии, термиты, растения, отходы человеческой жизнедеятельности и канализационные системы. На долю одних лишь растений приходится от 10 до 30 % (от 60 до 180 миллионов тонн) метана, ежегодно попадающего в атмосферу.

— Что?! Но мне казалось, что растения и деревья приносят главным образом пользу. Разве они не помогают остановить парниковый эффект?

В целом, помогают.

— Так что же нам делать?

Если рассматривать все по порядку, то мы не можем избавиться от коров, овец, коз и других жвачных животных. Скорее всего мы не сможем избавиться от термитов и бактерий, даже если захотим (их просто слишком много). И мы не избавимся от растений. Остаются источники метана, связанные с человеком: свалки отходов и канализационные системы. Мы можем уменьшить выделение метана из свалок, сокращая их количество и отправляя как можно больше отходов на переработку. А ученые работают над новыми методами переработки нечистот и производства на их основе топлива (или биогаза) для производства энергии![11]

— Короче, если мы обеспечим весь мир энергией, полученной из мусора и нечистот, то коровам можно будет не сдерживать отрыжку, так же как и нам с вами?

Ну… что-то вроде того.