По данным российских ученых, на начало XXI века большая часть эмиссий (поступлений) CO2 в атмосферу имеет естественные источники: растения выделяют примерно по 220 млрд тонн в год, океаны – 330 млрд тонн, вулканы 130-230 млн тонн. Что касается доли антропогенных эмиссий, она, по данным Геологической службы США, примерно в 100 раз превышает долю вулканических эмиссий углекислого газа, то есть составляет около 20 млрд тонн в год.
Все знают, что углекислый газ – очень важный газ для жизни на Земле, поскольку благодаря ему на нашей планете происходит процесс фотосинтеза: растения формируют свою биомассу, синтезируя органические вещества.
– Наша задача – узнать, каким образом фотосинтезируют основные породы нашего уральского леса: пихта сосна и ель, и оценить их вклад в дело поглощения СО2, – говорит сотрудница полигона, завкафедой экспериментальной биологии и биотехнологии УрФУ Ирина Киселева. – Важно также понимать сезонную динамику этого процесса – в какое время растения лучше связывают углекислый газ.
Вторая задача – понять, какие из указанных пород в большей степени связывают газ, а какие меньше. Согласно промежуточным данным, активней всего впитывает углекислый газ сосна, далее по степени интенсивности этого процесса расположились ель и пихта.
Ученые выяснили это при помощи инфракрасного газоанализатора, который позволяет оценивать содержание углекислого газа в атмосфере до входа в камеру, в которую помещают растительный организм (к примеру, веточку пихты) и после, на выходе. То есть этот прибор дифференциально оценивает убыть углекислого газа из атмосферы за счет «поедания» веточкой CO2.
Кроме инфракрасного газоанализатора есть на полигоне особая возвышающаяся над лесом мачта. Она оборудована ультразвуковым высокочастотным анемометром, который измеряет скорость воздушных потоков, и двумя газоанализаторами, один из которых измеряет концентрацию углекислого газа и водяного пара, а другой – метана. Тут наибольшее внимание уделяется вертикальным потокам парниковых газов. Если они направлены вниз, то это хорошо, значит, лес активно поглощает их, вверх – значит, отдает.
– В будущем, когда завершатся исследования, можно будет сооружать специальные карбоновые фермы из наиболее активных поглотителей из атмосферы, – отмечает Киселева. – Кроме того, эти виды растений подойдут и для рекультивации выработанных промышленных территорий.
Однако какое растение победит и займет достойное место на таких фермах, пока не очень понятно. Несмотря на то что основное внимание на уральском полигоне уделяется хвойным породам деревьев и уже понятно, что наиболее активными поглотителями CO2 являются молодые сосны, ученые пока не могут сказать, сколько тонн чистого углерода их биомасса поглощает с одного гектара. Зато на территории Уральского государственного аграрного университета уже два сезона выращивают техническую коноплю именно с этой целью, и уже могут говорить о ее эффективности с цифрами на руках! Эта трава также претендует на звание борца с углекислым газом, и оборудование, аналогичное уральскому, фиксирует активно нисходящие потоки CO2. Растущая биомасса конопли поглощает по 2-3 тонны на одном гектаре.
Внимание на коноплю уральцы обратили вслед за зарубежными учеными, у которых она «проглатывает» по 5-6 тонн углерода. Правда, она и вырастает там гораздо выше российской – на 6-7 метров, – с нашей, двухметровой, не сравнить.
В вопросе о том, что лучше – конопля или сосны, ученые пока больше склоняются к соснам, которые способны гораздо дольше удерживать углерод. Когда они еще сгниют и станут, наоборот, источником CO2? Лет через 100 минимум. А c однолетней коноплей возврат парникового газа в атмосферу будет происходить раз в год, по мере завершения ее жизненного цикла.
– Выросшему и поглотившему углерод растению нельзя позволить ни сгореть, ни сгнить, – говорит ведущий научный сотрудник лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ Константин Грибанов. – Иначе все, что оно впитала в себя, вернется обратно.
Одним из выходов, по словам Грибанова, может стать использование конопли как компонента бетонной смеси (это гарантированный способ захоронения углерода) или шитье из ее волокна одежды.
Еще одно растение, с которым хотят поработать специалисты уральского карбонового полигона, – это лен, большая биомасса которого также может оказаться хорошим поглотителем углерода, а заодно и источником ценного волокна.
