|
|
| О нас | История и Успехи | Миссия | Манифест | |
Сети МСоЭС
Члены МСоЭС
Дела МСоЭС
Программы МСоЭС
СоЭС-издат
Новости МСоЭС
|
Предыдущий выпуск | Архив | Следующий выпуск
*******************************************************************
* П Р О Б Л Е М Ы Х И М И Ч Е С К О Й Б Е З О П А С Н О С Т И *
*******************************************************************
**** Х И М И Я * И * Ж И З Н Ь ***************
*******************************************************************
** Сообщение UCS-INFO.1448, 18 января 2006 г. *
*******************************************************************
Климат и люди
ПРИШЛИ МОРОЗЫ. ПОРА ПОГОВОРИТЬ О ГЛОБАЛЬНОМ ПОТЕПЛЕНИИ
ЗЛОВРЕДНЫЙ МЕТАН
Растения выделяют метан. Биохимики и климатологи в ужасе
Зеленые растения выделяют метан. Это сенсационное открытие немецких
ученых может перевернуть сложившиеся представления о биохимии растений,
глобальном круговороте углерода и механизмах климатических изменений на
нашей планете.
Метан - гораздо более "сильный" парниковый газ, чем двуокись углерода.
По сравнению с доиндустриальной эпохой содержание метана в атмосфере
увеличилось почти втрое. Неудивительно, что в последние десятилетия ведутся
углубленные исследования и учет всех источников атмосферного метана: как
техногенных (сжигание органики, добыча ископаемого топлива), так и
биологических. Считалось, что есть только один биологический процесс, в ходе
которого выделяется метан, и только одна группа организмов, способных этот
процесс осуществлять. Это метаногенные архебактерии - очень древние и во
многом загадочные микроорганизмы, получающие энергию за счет восстановления
углекислого газа или ацетата молекулярным водородом в бескислородных условиях
с выделением метана в качестве конечного продукта.
Метаногены живут в разнообразных, порой весьма экзотических средах: в
глубине болот (болотный газ), в кишечнике животных (тоже понятно), в толще
осадка на дне океанов, озер, прудов и затопленных рисовых плантаций, в
городских свалках и даже в недрах земли, в трещинах и полостях горных пород,
до глубины 8-10 км. В качестве "пищи" их вполне устраивает смесь углекислого
газа с водородом; углекислота есть повсюду, а источниками водорода служат
либо бактерии-бродильщики, сбраживающие органику в бескислородных условиях,
либо рзультаты реакции воды с перегретыми горными породами вблизи
магматических очагов.
По расчетам выходило, что в сумме все эти источники поставляют в
атмосферу около 600 млн тонн метана в год. Однако в прошлом, 2005-м, году
было обнаружено аномально высокое содержание метана в тропических районах
над вечнозелеными лесами. Масштаб аномалии свидетельствовал о существовании
неучтенного источника метана, благодаря которому за период наблюдений (с
августа по ноябрь 2005 года) в атмосферу дополнительно поступило 30-40
млн тонн горючего газа.
Франк Кепплер из Института Макса Планка (Гейдельберг, Германия) и его
коллеги подошли к проблеме просто. Если метан образуется над тропическими
лесами, подумали они, почему бы не проверить, не выделяется ли этот газ
самими растениями? И не важно, что такое предположение противоречит всему,
что известно о биохимии и физиологии зеленых растений...
Нарвали листьев и проверили. Выделяется. И не так уж мало: от 0,2 до 3
нанограммов на грамм сухого веса зеленой массы в час (при температуре 30 C).
Процесс происходит в обычных аэробных условиях, которые для метаногенных
архебактерий смертельны. На всякий случай ученые простерилизовали листья
гамма-лучами и убедились, что на выделение метана это никак не повлияло.
Таким образом, газ выделяется самими листьями, а не какими-либо притаившимися
микробами. "Это однозначно свидетельствует о существовании до сих пор
неизвестного пути синтеза метана в зеленых листьях", - скромно пишут
исследователи в статье, опубликованной 12 января в журнале Nature.
"До сих пор неизвестного" - это мягко сказано. Немыслимого.
Фантастического. Так будет точнее.
Разобравшись с сорванными листьями, стали проверять целые живые растения.
Оказалось, что они выделяют на 1-2 порядка больше метана, чем мертвая
листовая масса. Процесс резко активизируется на свету, вплоть до 870
нанограммов на грамм сухого веса в час.
Добавив в почву помеченный изотопом 13C ацетат, ученые доказали, что
растения синтезируют метан не из ацетата, как это делают многие
архебактерии-метаногены. Резкое усиление эмиссии газа при повышении
температуры (вплоть до 70о C) свидетельствует о том, что процесс этот, скорее
всего, неферментативный (т.е. не катализируется каким-то специальным
ферментом, как у метаногенных архебактерий).
Растения лесов и саванн из-за особенностей фотосинтеза заметно отличаются
друг от друга по соотношению изотопов 13C/12C. Такие же различия обнаружились
и в выделяемом этими растениями метане.
Все эти факты однозначно показывают, что живые растения синтезируют метан
сами, без участия микробов, а сам процесс растительного метаногенеза
радикально отличается от архебактериального. Ученые допускают, что
источниками растительного метана могут служить метоксильные группы (-OCH3)
пектина и лигнина - обычных растительных углеводов.
Измерив интенсивность метаногенеза у многих видов растений из разных
климатических зон, ученые попытались вычислить суммарное количество метана,
выделяемого всеми зелеными растениями планеты. Разумеется, речь идет лишь о
самой первой приблизительной оценке. Получилось, что живые растения выделяют
от 60 до 240 млн тонн метана в год (причем основной вклад вносят тропические
леса и саванны), и еще от 0,5 до 7 млн тонн производят опавшие листья. Все
это вместе составляет 10-30% общего ежегодного поступления метана в
атмосферу, включая техногенные источники.
Если полученные данные не окажутся результатом какой-то грандиозной
ошибки, ученым придется пересмотреть (или, по крайней мере, существенно
дополнить) имеющиеся представления о биохимии растений, углеродном цикле и
механизмах климатических изменений.
Ну, а первую реакцию научного сообщества на сенсационную статью можно
охарактеризовать единственной фразой: "Как мы умудрились это проглядеть?!"
Источник: F.Keppler et al. Methane emissions from terrestrial plants
under aerobic conditions // Nature. 2006. V. 439. P. 187-191.
А.Марков, "Элементы", 16.01.06 г., http://elementy.ru/news/430055
Nature 439, 187-191 (12 January 2006) | doi:10.1038/nature04420
Methane emissions from terrestrial plants under aerobic conditions
Frank Keppler - 1, John T.G.Hamilton - 2, Marc Bra - 1,3 and Thomas
Röckmann - 1,3
Top of pageMethane is an important greenhouse gas and its atmospheric
concentration has almost tripled since pre-industrial times1, 2. It plays a
central role in atmospheric oxidation chemistry and affects stratospheric
ozone and water vapour levels. Most of the methane from natural sources in
Earth's atmosphere is thought to originate from biological processes in
anoxic environments2. Here we demonstrate using stable carbon isotopes that
methane is readily formed in situ in terrestrial plants under oxic conditions
by a hitherto unrecognized process. Significant methane emissions from both
intact plants and detached leaves were observed during incubation experiments
in the laboratory and in the field. If our measurements are typical for
short-lived biomass and scaled on a global basis, we estimate a methane
source strength of 62-236 Tg yr-1 for living plants and 1-7 Tg yr-1 for plant
litter (1 Tg = 1012 g). We suggest that this newly identified source may
have important implications for the global methane budget and may call for
a reconsideration of the role of natural methane sources in past climate
change.
1. Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117
Heidelberg, Germany
2. Department of Agriculture and Rural Development for Northern Ireland,
Agriculture, Food and Environmental Science Division, Newforge Lane,
Belfast BT9 5PX, UK
3. Institute for Marine and Atmospheric Research Utrecht, Utrecht
University, Princetonplein 5, 3508 TA, Utrecht, The Netherlands
Frank Keppler: frank.keppler@mpi-hd.mpg.de).
http://www.nature.com/nature/journal/v439/n7073/abs/nature04420.html
БЕЛЫЕ МЕДВЕДИ
Убивает ли глобальное потепление белых медведей?
Может быть, это новый признак глобального потепления: белые медведи
тонут. Ученые впервые зафиксировали массовую гибель белых медведей в
океанских водах у побережья Аляски, где они, видимо, утонули, проплыв
большое расстояние в талой воде арктического ледового шельфа. Медведи
проводят свою жизнь в основном на плавучих льдинах, где охотятся и растят
потомство.
До 2004 года, за четверть века исследований побережья Аляски с воздуха,
ученые Управления полезных ископаемых США обычно видели белого медведя,
плывущего по океану далеко от льдов, примерно раз в два года. Утонувшие
белые медведи были такой редкостью, что их не упоминали в отчетах.
Но в сентябре 2004 года, когда ледовая шапка на Северном полюсе отступила
на рекордные 160 миль от северного побережья Аляски, ученые насчитали 10
медведей, плавающих в 60 милях от берега. Медведи не заплывают на большие
расстояния, обычно они передвигаются в воде от одной льдины до другой,
говорят ученые.
Ученые вернулись в этот район через несколько дней после сильного шторма
и обнаружили в воде четырех мертвых медведей. "Экстраполяция данных позволяет
предположить, что порядка 40 медведей плавали, и многие из них утонули в
результате шторма, вызванного сильным ветром", - говорится в докладе,
который будет опубликован сегодня.
Хотя ученые не говорят о причинах изменения климата в Арктике, экологи,
не связанные с исследованием, утверждают, что американская политика в области
добычи нефти и газа усугубляет глобальное потепление, которое ускоряет таяние
льдов. "Для любого, кто интересуется тем, как глобальное потепление и
уменьшение морских льдов отразится на белых медведях, ответ очевиден - они
умирают", - заявил Ричард Штайнер, профессор морской биологии в Университете
Аляски.
Экологическая организация Greenpeace вчера начала показывать в Нью-Йорке,
Лос-Анджелесе, Атланте и других городах 30-секундный ролик, изображающий
белого медведя с медвежонком на трескающейся льдине. Медведи соскальзывают
под воду. "Белые медведи скоро могут исчезнуть из-за глобального потепления",
- произносит голос за кадром.
Некоторые эксперты считают, что изменение климата действительно может
быть причиной уменьшения площади льдов, но сомневаются в том, что главным
виновником является эмиссия парниковых газов и что значительное их уменьшение
существенно повлияет на ситуацию. "Ответственны люди за нынешнее потепление
в Арктике или нет, предложения, которые действительно предотвратили бы
потепление или изменили бы тенденцию на противоположную, отсутствуют, -
заявил Стерлинг Барнетт, научный сотрудник Национального центра политического
анализа. - Вопрос в том, как приспособиться к будущим изменениям климата вне
зависимости от их причин".
Помимо гибели белых медведей, ученые Управления полезных ископаемых Чак
Моннетт, Джеффри Глисон и Лайза Роттерман обнаружили разительные перемены в
их поведении. В 1979-1991 годах 87% замеченных медведей наблюдали на морском
льду. В 1992-2004 годах их доля уменьшилась до 33%. Остальных медведей чаще
всего видели либо в океане, либо на берегу, вокруг китовых туш, разделанных
охотниками. Раньше медведи редко появлялись в таких местах, так как охотились
на свою любимую пищу - тюленей - на морском льду.
Эксперты считают новые выводы зловещим предзнаменованием. Некоторые из
них не один год предупреждали, что быстрое таяние в Арктике создает угрозу
ряду видов, включая белых медведей. Потепление на Аляске за прошедшие полвека
уже вызвало эрозию рек и ручьев, чрезмерное размножение насекомых, разрушение
трубопроводов и дорог в зоне вечной мерзлоты.
Встревоженный быстрыми изменениями, Межплеменной совет Аляски в ноябре
принял резолюцию, требующую от американского правительства введения в
действие обязательной программы по предотвращению глобального потепления.
По прогнозу некоторых ученых, белые медведи могут вымереть на протяжении
следующего века, так как они более тысячелетия приспосабливались к тому,
чтобы охотиться только на льду. Если они попытаются плавать, чтобы ловить
тюленей, они будут уставать и тонуть, говорят ученые. Медведи, которые
остаются на берегу, не приспособлены к охоте на сухопутных животных, например,
оленей карибу, являющихся добычей более агрессивных медведей гризли. К тому
же белым медведям нужно больше жира, чем содержится в пище, которую может
предложить им суша, отмечают эксперты.
Авторы другого исследования показывают, что может со временем произойти с
белыми медведями. Ученые из USGS (геологическая служба США. - Прим.ред.),
Университета Вайоминга и Канадской службы охраны дикой природы обнаружили,
что популяция белых медведей в западной части Гудзонова залива в Канаде -
самом северном месте обитания медведей - в 2004 году сократилась до 935,
тогда как в 1987 году их было 1194, то есть уменьшилась на 22%. Ученые
связывают уменьшение популяции с тем, что время, за которое Гудзонов залив
затягивается льдом, увеличилось на месяц.
Предыдущие исследования американских и канадских ученых говорят о связи
между сокращением арктических льдов и попытками белых медведей приспособиться
к новым условиям. Например, раньше медведи в море Бофорта прыгали со льдины
на льдину, гоняясь за тюленями. Только беременные медведицы иногда выходили
на берег в поисках логова.
Но еженедельные наблюдения с воздуха, которые проводит американское
Управление охраны дикой природы, показывают, что в последние пять лет
необычно много медведей собирается у берегов. На участке протяженностью в
300 миль между прибрежным городом Барроу на Аляске и канадской границей
ученые насчитали на суше 200 медведей, отметил Скотт Шлибе, директор
программы Управления, посвященной белым медведям. Много медведей замечено у
китовых туш вблизи таких деревень, как Кактовик, находящейся в Арктическом
национальном заповеднике, где администрация Буша хочет начать бурение.
Ученые измерили расстояние между местами скопления медведей и ближайшими
морскими льдами и обнаружили такую корреляцию: чем дальше лед от берега, тем
больше медведей находится на суше.
По оценкам ученых, в мире насчитывается от 20 до 25 тыс. белых медведей;
около 2 тыс. из них часто появляются в море Бофорта. Последний подсчет
популяции, производившийся в 1997 году, показал, что белые медведи на Аляске
в опасности. Ожидается, что новые данные появятся в конце будущего года.
Джим Карлтон, The Wall Street Journal, 14 декабря 2005 г.
http://www.inopressa.ru/wsj/2005/12/14/17:23:44/bears
**************************************************************
* Бюллетень выпускается Союзом "За химическую Безопасность" *
* (http://www.seu.ru/members/ucs) *
* Редактор и издатель Лев А.Федоров. Бюллетени имеются на *
* сайте: http://www.seu.ru/members/ucs/ucs-info *
* *********************************** *
* Адрес: 117292 Москва, ул.Профсоюзная, 8-2-83 *
* Тел: (7-495)-129-05-96, E-mail: lefed@online.ru *
************************** Распространяется *
* "UCS-PRESS" 2006 г. * по электронной почте *
**************************************************************
Предыдущий выпуск | Архив | Следующий выпуск 404 Not Found |
Специальные проекты
Система
Общественные
Информационные партнёры:
|
English | Офис в Москве | Форумы | Заказ книг и периодики | Пишите нам |
