У самого синего моря…Природные ресурсы Туапсинского района (6+)

Сен 7th Какие богатства таит дно Мирового океана и чем грозит их освоение?

Фото: screenshot video MBARI

Как все начиналось

О богатствах океанического дна известно уже более полутора веков. В романе Жюля Верна «20 000 лье под водой» капитан Немо упоминает «значительные залежи руд, цинка, железа, серебра, золота» и видит за ними будущее. В 1868 году российский корабль добыл самородок железной руды в Северном Ледовитом океане в ходе работ по углублению морского дна. Еще пять лет спустя месторождение железа было найдено в Атлантическом океане, еще через два года — в Тихом. Но настоящий прорыв в освоении глубоководных запасов полезных ископаемых начался лишь в 1960-е годы XX века, с выходом книги «Минеральные богатства океана» (Mineral Resources of the Sea) американского геолога Джона Меро (в 1969 году она была переведена на русский язык и издана в СССР в издательстве «Прогресс»). В 1970 Генеральная Ассамблея ООН признала океанические ресурсы общим достоянием человечества и декларировала их международное использование в мирных целях. В 1982-м была принята конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву (ЮНКЛОС), участниками которой стали 168 стран. В 1994 году все они вошли в состав Международного органа по морскому дну, регулирующего глубоководную разведку и добычу полезных ископаемых.

В последние десятилетия XX века интерес к глубоководной добыче несколько иссяк из-за доступности запасов полезных ископаемых на суше и падения цен на металлы: затраты на технологии и оборудование превышали потенциальную выгоду от освоений подводных месторождений. Современная ситуация выглядит иначе: ресурсы на суше истощаются, а материально-техническая база — совершенствуется. Именно поэтому правительства, корпорации и научно-исследовательские организации осваивают программы добычи полезных ископаемых.

Мировой океан как мировое достояние

Если представить себе Мировой океан со всеми его ресурсами в виде условного государства, то его ВВП составит порядка 3 трлн долларов США: так считают эксперты Росгеологии. Это сопоставимо с показателями Бразилии, Великобритании, Франции или Индонезии. К середине XXI века эта цифра может увеличиться более чем вдвое. В океане обнаружены конкреции —россыпи традиционных и специфических твердых полезных ископаемых, запасы нефти, газа, газовые гидраты (их можно использовать как альтернативный источник природного газа). Кроме того, в морской воде содержится более 70 элементов таблицы Менделеева.

Уже к концу XX века стали широко известны нефтяные и газовые запасы всех четырех океанов, а также дна Каспийского моря (доступ к каспийской нефти имеют Россия, Иран, Азербайджан, Казахстан и Туркменистан). 30-35% мировой добычи углеводородов относится к шельфовым и глубоководным месторождениям. Мировой алмазный гигант De Beers Group использует специализированные корабли на атлантическом побережье Африки для перемещения техники по морскому дну в поисках алмазов. На подводные месторождения возлагается большая надежда после значительного спада в алмазной отрасли в 2019 году и сокращения добычи в разгар пандемии коронавируса. 

Канадская геологоразведочная компания Nautilus Minerals разрабатывает месторождения драгоценных металлов в территориальных водах Папуа-Новой Гвинеи, а в Японии и Южной Корее запускаются государственные проекты по освоению собственных морских запасов. Не остается в стороне и Россия: в Указе Президента РФ №327 «Об утверждении Основ государственной политики Российской Федерации в области военно-морской деятельности на период до 2030 года» от 20 июля 2017 года говорится о растущем значении океанических вод «в связи с истощением природных ресурсов суши, воздействием хозяйственной и иной деятельности человека на окружающую среду, изменением климата, миграцией населения и другими процессами». Но наиболее лакомым кусочком для корпораций становятся воды открытого моря: они составляют более половины всего пространства Мирового океана и содержат больше полезных ископаемых, чем все континенты, вместе взятые.

Вплоть до 70-х годов прошлого века считалось, что в глубоководных впадинах жизни нет, потому что солнечные лучи не проникают так глубоко. Соответственно, фотосинтез водорослей там невозможен. А без водорослей, которые становятся первым звеном для множества пищевых цепочек, не смогут существовать и другие организмы. Но в 1977 году океанологи открыли гидротермальные источники на глубине около 2500 метров. В их водах обнаружили осьминогов, крабов и трубчатых червей, питающихся органическими соединениями. Согласно современному исследованию Шведской королевской академии наук, одно горнодобывающее судно оставляет за собой более 50 тысяч кубометров отходов в день. Часть этих отходов содержит ртуть и свинец, что, по мнению ученых, может привести к вымиранию целых видов подводных организмов. 

С одной стороны, освоение морских богатств сможет восстановить горнодобывающую отрасль после кризиса и сберечь минеральные ресурсы суши (обеспеченность запасами многих полезных ископаемых на континентах не превышает 50 лет). С другой, развитие глубоководной добычи неизбежно приведет к негативным последствиям для экосистемы Мирового океана. Что же делать и как регулировать эту проблему на государственном и международном уровне?

Проблемы и пути их решения

Основная проблема правового регулирования глубоководной добычи полезных ископаемых заключается в «плавающем» статусе Международного органа по морскому дну. В отличие от многих других организаций ООН, он подчиняется собственному генеральному секретарю: сейчас этот пост занимает британец Майкл Лодж. Собрания организации проходят ежегодно в Кингстоне, столице Ямайки. Целью их деятельности является не запрет глубоководной добычи, а уменьшение ущерба для окружающей среды от нее.

В 2019 году представители стран-участниц Международного органа по морскому дну впервые рассмотрели проект Горнодобывающего кодекса — документа, определяющего порядок добычи полезных ископаемых на дне океана. В то же время, к этому моменту порядка 30 корпораций уже оформили разрешения на освоение морского дна в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах. По состоянию на 2020 год, кодекс еще не вступил в силу, а подводная добыча уже происходит в коммерческих масштабах и вызывает закономерные вопросы у экологических организаций. Согласно исследованиям, отходы от разработки полезных ископаемых в Мировом океане могут перемещаться на тысячи километров.

Подводные горы, богатые металлами и минералами, являются источником обитания рыб, кораллов, губок, дельфинов и морских черепах. В водах гидротермальных источников селятся моллюски, и промышленные работы могут поставить некоторые их виды на грань вымирания. По словам Майкла Лоджа, развитие добычи приведет к развитию мониторинга и необходимости разработки международных стандартов. Сейчас, на предварительном этапе, эксперты видят меньше опасности для окружающей среды в освоении морского дна, чем в ядерной и нефтяной промышленности. Ожидается, что в период с 2020 по 2030 год рынок глубоководной добычи будет расти на 37,1% в год.

Но пока ни коммерческие, ни общественные организации не могут объективно оценить последствия для окружающей среды от освоения морского дна. Часть ученых говорит о том, что не стоит спешить с бурной деятельностью, ссылаясь на недостаточную изученность флоры и фауны Мирового океана. По словам биолога Лизы Левин из Института океанографии Скриппса, миллионы видов живых организмов, обитающих в морской воде, до сих пор не описаны подробно. С ней соглашается и ее коллега Джефф Дрейзен из Гавайского университета в Маноа: ученый утверждает, что оценить все риски невозможно, пока морские глубины остаются самой неизученной экосистемой на планете.

В настоящее время ведутся ожесточенные дебаты о том, разрешать ли глубоководную добычу полезных ископаемых и устанавливать ли новый крайний срок для предлагаемых правил, которые все еще находятся в режиме проекта.

Пока не до конца ясно, чем обернется для планеты глубоководная добыча полезных ископаемых: новыми возможностями или новой экологической катастрофой. Ответ на этот вопрос во многом зависит от согласованных действий корпораций, международных организаций и мирового научного сообщества.

Сен 3rd Более 170 тыс. тонн воды с «Фукусимы» уже попали в океан

Воду получают в результате очистки загрязненной воды, которая продолжает образовываться на станции при охлаждении расплавившегося ядерного топлива и смешивании с грунтовыми и дождевыми водами. Ее пропускают через систему ALPS (Advanced Liquid Processing System), предназначенную для удаления большинства радиоактивных элементов.

При этом тритию — радиоактивному изотопу водорода — система практически не препятствует. Поэтому перед сбросом воду разбавляют морской водой. По требованиям японских властей, концентрация трития после разбавления не должна превышать 1500 Бк/л — это в 40 раз ниже японского нормативного предела в 60 000 Бк/л.

Бк/л (беккерель на литр) — это единица измерения объемной активности радиоактивного вещества в жидкой среде (например, в воде, молоке или других жидкостях).

Бк (беккерель) — единица измерения радиоактивности. Один беккерель равен одному распаду атомного ядра в секунду.

По данным TEPCO, на 13 августа 2026 года суммарный объем сброшенной с начала операции воды составлял 171 006 м³ — то есть примерно 171 тыс. тонн. Компания продолжает сбросы: 31 августа начался уже 23-й общий этап, или пятый в 2026 финансовом году.

Одновременно на станции остается более 1,23 млн м³ воды, относящейся к различным категориям ALPS-обработанной и еще требующей обработки воды. По сравнению с объемом, накопленным перед началом морских сбросов в августе 2023 года, запасы сократились примерно на 8%.

ТЕРСО (TEPCO) — это Tokyo Electric Power Company Holdings, японская энергетическая компания, которая эксплуатирует АЭС «Фукусима-1».

TEPCO и японское правительство считают контролируемый сброс безопасным при соблюдении установленных нормативов. Международное агентство по атомной энергии также проводит независимый мониторинг. Однако решение Японии остается предметом международных экологических и политических споров — прежде всего из-за долгосрочных последствий поступления радионуклидов в морскую среду.

Авг 26th Океан достиг рекордной температуры на фоне супер-Эль-Ниньо

По данным ученых, необычно быстро нагревается огромный массив воды в центральной и восточной частях Тихого океана. Если тенденция сохранится, нынешнее событие может перерасти в супер-Эль-Ниньо — исключительно сильную фазу естественного климатического цикла.

Эль-Ниньо возникает, когда поверхностные воды экваториального Тихого океана становятся значительно теплее нормы. Это меняет циркуляцию атмосферы и способно перестроить погоду далеко за пределами самого океана.

Для планеты это особенно важно потому, что океан поглощает более 90% избыточного тепла, которое накапливается в климатической системе из-за роста концентрации парниковых газов. Когда огромные массы воды дополнительно прогреваются во время Эль-Ниньо, часть этого тепла переходит в атмосферу.

Именно поэтому сильный Эль-Ниньо часто сопровождается глобальным скачком температуры воздуха. Предыдущие мощные эпизоды, в частности события 1997–1998 и 2015–2016 годов, приводили к экстремальной жаре, засухам, ливням и масштабным изменениям экосистем по всему миру.

Нынешняя ситуация отличается тем, что новый Эль-Ниньо развивается на фоне уже рекордно теплого океана. То есть естественная климатическая фаза накладывается на долгосрочное антропогенное потепление.

Это не означает, что каждый месяц или год автоматически станет самым жарким в истории. Но сочетание рекордно теплого океана и мощного Эль-Ниньо создает условия для новых температурных экстремумов.

Для морских экосистем последствия могут быть особенно серьезными: тепловой стресс усиливает обесцвечивание кораллов, меняет распределение видов и нарушает пищевые цепи. На суше Эль-Ниньо способен влиять на режим осадков, вероятность засух и пожаров.

Авг 26th УФ-фильтр из солнцезащитного крема научились разрушать прямо в морской воде

В основе технологии — модифицированный углеродом графитовый нитрид углерода. Под действием света материал образует синглетный кислород — активную форму кислорода, которая запускает разрушение молекул BP-3.

В лабораторных экспериментах наиболее эффективная версия катализатора за 120 минут разрушала более 95% бензофенона-3. Для обычного графитового нитрида углерода этот показатель составил около 25%, а без катализатора — около 8%. При этом количество общего органического углерода в воде за два часа уменьшалось почти на 60%, что указывает на частичное превращение загрязнителя в более простые соединения.

Исследователи проверили материал не только на искусственной морской воде, но и на образцах, взятых у берегов Китая и Австралии. Катализатор сохранял способность разрушать BP-3, хотя скорость реакции зависела от состава воды.

Ученые также проверили, что происходит с кораллами при загрязнении этим веществом. В эксперименте мягкий коралл Pachyclavularia sp. подвергали воздействию BP-3 в концентрации 7 мг/л в течение 10 дней. После этого кораллы перенесли на субстрат с фотокатализатором. Через 21 день у них наблюдались признаки восстановления: усилилась флуоресценция, раскрылись щупальца и улучшилось состояние симбиотических микроводорослей.

Чтобы частицы катализатора не рассыпались в воде, его закрепили на подложке из обожженной глины. Такая конструкция может одновременно очищать воду и служить поверхностью для прикрепления кораллов. После 15 последовательных циклов общей продолжительностью 30 часов эффективность материала снизилась примерно на 9%.

Однако до применения технологии непосредственно на коралловых рифах пока далеко. Все эксперименты проводились в лабораторных условиях, а концентрация загрязнителя задавалась исследователями. Необходимо проверить работу материала в открытом море, его воздействие на другие организмы, долговечность и безопасность продуктов распада BP-3.

Тем не менее исследование предлагает интересную идею: один материал может одновременно удалять органический загрязнитель из воды и создавать субстрат для восстановления коралловых экосистем.

Авг 24th Деревья могут «сообщать» о засухе тем, как качаются на ветру

Идея основана на довольно простой механике. Когда ветер раскачивает ствол, дерево совершает периодические движения — фактически вибрирует с определенной частотой. Она зависит от массы и жесткости дерева. А количество воды в тканях влияет на эти характеристики.

Предыдущие исследования показали, что более сухие деревья в целом раскачиваются с меньшей частотой. Поэтому, если камера будет постоянно наблюдать за одним и тем же деревом и алгоритм обнаружит, что частота его колебаний постепенно снижается, это может быть признаком водного стресса.

«Если измерять частоту раскачивания во времени и видеть, что она снижается, можно предположить, что дерево испытывает водный стресс», — объясняет исследователь Джо Амматалли из Исследовательского института пустынь.

Чтобы проверить метод, ученые проводят эксперимент в лесу Гарвардского университета в Массачусетсе. Участок Harvard Forest CLIFF позволяет контролировать количество доступной деревьям воды, а рядом находится естественный участок, который используется для сравнения.

Исследователи устанавливают видеокамеры, а на стволах размещают датчики, способные фиксировать небольшие изменения их наклона. Одновременно они получают данные о движении сока внутри деревьев, влажности почвы и осадках. Это позволяет сравнить реальные показатели водного стресса с тем, что «видит» камера.

Затем алгоритм анализирует изображение и извлекает из него частоту раскачивания дерева. Исследователи уже разработали два варианта такого алгоритма. Лучше всего они работают с высокими и относительно тонкими деревьями, у которых хорошо различим ствол. У деревьев с большим количеством ветвей задача сложнее: движение распределяется по множеству веток и его труднее выделить на видео.

В основе метода лежит упрощенная механическая модель: дерево рассматривают как балку, закрепленную одним концом. Когда ветер приводит ее в движение, возникают колебания, по которым можно получить информацию о массе и жесткости конструкции.

Главное преимущество метода — ученым не обязательно создавать специальную сеть наблюдений. В США вдоль дорог уже работают тысячи камер, которые постоянно снимают окружающую обстановку. Если в поле зрения такой камеры находятся деревья, теоретически ее можно использовать для оценки их состояния.

Это особенно актуально для западных регионов США, где усиливаются засухи, а высокие температуры увеличивают потерю воды растениями и почвой. Состояние деревьев важно и с точки зрения пожарной безопасности: высохшая растительность повышает риск крупных пожаров, а ослабленные деревья могут падать на линии электропередачи, становясь причиной возгораний и перебоев с электричеством.

В перспективе система может не только определять нехватку воды, но и помогать находить деревья, которые с большей вероятностью могут упасть. Для коммунальных и энергетических компаний это дало бы возможность заранее проверять потенциально опасные участки.

У метода есть и еще одно применение. Исследователи предполагают, что по движению деревьев можно будет оценивать тепловой стресс городской растительности. Это может помочь понять, какие деревья хуже переносят жару и где их посадка принесет наибольшую пользу.

Пока технология остается экспериментальной. Исследователи завершат сбор данных в конце лета 2026 года и рассчитывают опубликовать результаты полноценного анализа в 2027 году. Поэтому сейчас речь идет не о готовой системе диагностики лесов, а о перспективном способе превратить обычное видео с камер в инструмент экологического мониторинга.

Авг 18th Медузы помогут обнаруживать загрязнение морской воды в реальном времени

В основе метода — наблюдение за частотой сокращений купола медузы. При изменении химического состава воды характер ее движений меняется. Эти изменения фиксирует система компьютерного зрения, а алгоритм анализирует сразу 11 параметров поведения животных.

Для проверки метода исследователи наблюдали за шестью медузами в чистой воде, а затем добавляли в аквариумы небольшое количество дизельного топлива. У всех животных система зафиксировала изменения поведения и смогла отличить их от нормальной двигательной активности.

Авторы предлагают использовать такую систему для оперативного экологического мониторинга в прибрежных районах, портах и на морских фермах. Установка может работать непосредственно в полевых условиях: в аквариум с медузами поступает морская вода, а камера непрерывно отслеживает движения животных.

Такой подход относится к биоиндикации — оценке состояния окружающей среды по реакции живых организмов. В отличие от периодического отбора проб и лабораторного анализа, автоматическое наблюдение потенциально позволяет обнаруживать изменения в воде практически в реальном времени.

Аурелии особенно удобны для такой системы: этот вид широко распространен в Черном и Средиземном морях, а его двигательная активность чувствительна к изменениям условий среды. Исследователи отмечают, что реакцию медуз могут вызывать разные загрязнители, включая нефтепродукты, тяжелые металлы и микропластик.

При этом результаты с шестью медузами — пока лабораторная проверка метода, а не доказательство того, что система уже способна надежно определять любые загрязнители в море. Для практического применения потребуется проверить алгоритм на разных типах загрязнения и в реальных природных условиях.

Авг 17th Обмеление европейских рек начинает угрожать промышленности и энергетике

Низкая вода уже ограничивает грузовые перевозки, повышает стоимость логистики и создаёт проблемы для предприятий, которым реки нужны не только для доставки сырья, но и для охлаждения оборудования.

Рейн — один из ключевых внутренних водных путей Европы. Он связывает промышленные районы Германии с портом Роттердам и используется для перевозки химического сырья, нефтепродуктов, угля, металлов и сельскохозяйственных грузов. При снижении уровня воды суда вынуждены уменьшать загрузку, чтобы не сесть на мель. Часть грузов приходится переводить на железные дороги и автотранспорт, что увеличивает расходы и создаёт дополнительную нагрузку на наземную инфраструктуру.

В конце июля уровень воды на измерительном посту Кауб на Рейне опускался до 27 см. Это значение характеризует уровень относительно условной отметки гидропоста, а не глубину всей реки или судоходного канала. При таких условиях перевозки по отдельным участкам Рейна становятся существенно сложнее.

Похожая ситуация наблюдается на Дунае. В Будапеште 30 июля уровень воды составил 23 см по показаниям местного гидропоста — на 10 см ниже предыдущего рекорда, зафиксированного в 2018 году. Низкая вода ограничивает судоходство и осложняет доставку грузов в странах бассейна Дуная.

Проблема выходит далеко за пределы транспорта. Речная вода используется промышленными предприятиями и электростанциями для охлаждения оборудования. При сильной жаре одновременно повышается температура воды, что дополнительно снижает эффективность охлаждения. В результате некоторые энергетические объекты вынуждены сокращать мощность. В Венгрии из-за экстремально низкого уровня Дуная уже возникли серьёзные ограничения для работы АЭС «Пакш», а в Румынии низкая вода стала одной из причин остановки энергоблоков Чернаводской АЭС.

Низкий уровень рек отражается и на промышленном производстве. В Германии предприятия химической, металлургической и энергетической отраслей сталкиваются с перебоями поставок сырья и ростом транспортных расходов. Например, отдельные производства вынуждены сокращать выпуск или искать альтернативные маршруты доставки.

Европейская комиссия связывает нынешнюю ситуацию с сочетанием дефицита осадков, аномально высоких температур и продолжительных волн жары. В центральной и восточной Европе почвенная влага и речной сток остаются значительно ниже нормы. При этом засуха затрагивает не только крупные реки: многие небольшие водотоки также переживают периоды экстремально низкого стока.

Для экономики проблема заключается в том, что речная сеть выполняет сразу несколько функций — это одновременно транспортная инфраструктура, источник технической воды и часть энергетической системы. Поэтому продолжительные периоды маловодья способны одновременно увеличивать стоимость перевозок, нарушать поставки сырья и ограничивать производство электроэнергии.

Учёные и европейские власти рассматривают адаптацию речной инфраструктуры, изменение логистики и более эффективное управление водными ресурсами как способы снизить уязвимость экономики. Однако экстремально низкий сток становится всё более серьёзным вызовом на фоне потепления климата: более высокая температура усиливает испарение и увеличивает потребность в воде, тогда как продолжительные периоды без осадков сокращают её поступление в реки.

Июл 30th Глубины океана оказались одним из главных источников новых видов на Земле

Международная команда ученых проанализировала эволюционную историю нескольких групп морских беспозвоночных, сопоставив генетические данные с ископаемыми остатками. Оказалось, что многие современные морские животные возникли именно в глубоководных экосистемах, а затем распространились в более мелководные районы океана.

Особенно активно этот процесс происходил после массовых вымираний, когда экосистемы на континентальном шельфе оказывались сильно нарушены. В то время как мелководные сообщества переживали кризис, глубокий океан оставался относительно стабильной средой. Именно там продолжалась эволюция, формировались новые линии организмов, которые позже заселяли освободившиеся экологические ниши.

Исследователи называют этот процесс своеобразным эволюционным «ускорителем». Глубоководье не просто сохраняло биоразнообразие во времена глобальных катастроф, но и становилось источником новых форм жизни, способных освоить изменившиеся условия.

Работа также меняет представления о направлении эволюции морских организмов. Ранее считалось, что большинство глубоководных видов произошло от обитателей мелководья, постепенно приспособившихся к жизни на больших глубинах. Новые данные показывают, что связь была двусторонней: многие эволюционные линии неоднократно «возвращались» из глубин к поверхности.

Это открытие имеет значение не только для понимания прошлого Земли. Сегодня глубоководные экосистемы испытывают растущее давление из-за изменения климата, загрязнения и планов по добыче полезных ископаемых на океанском дне. Если именно эти районы служат одним из главных резервуаров будущего биоразнообразия, их сохранение приобретает особую важность.

Авторы исследования подчеркивают, что глубокий океан — это не безжизненная темная пустыня, а динамичная экосистема, которая на протяжении миллионов лет играла ключевую роль в эволюции жизни на нашей планете. Защита этих малоизученных местообитаний может оказаться важной не только для сохранения существующих видов, но и для будущего морского биоразнообразия.

Июл 6th Опасный бетон. Почему главному строительному материалу нужна альтернатива

Бетон — самый широко используемый строительный материал планеты. Каждый день мы проходим среди бетонных зданий и гуляем по заасфальтированным дорогам. Человечество настолько привыкло к этому, что большинство даже не задумывается о количестве бетона, сопровождающего нас в повседневной жизни. Простой пример: если разделить массу этого материала, используемого каждый год в строительстве, на население планеты, то окажется, что на одного человека приходится около 3 тонн бетона. Таким образом, бетон — это второй по объему потребления ресурс после воды.

С точки зрения экологии, бетон представляет собой одну из самых больших угроз для планеты и климата на каждом шаге его производства, использования и даже на протяжении многих лет после строительства. Но обо всем по порядку. 

Минус вода и песок

Основными компонентами бетона являются цемент, щебень, песок и вода. Казалось бы, всего этого на Земле в избытке. Но количество производимого бетона означает, что многие ресурсы оказываются под угрозой. 

Дело в том, что для бетона не подойдет любой песок — необходим именно морской его вариант. Он обкатан водой, а не ветром, и такие песчинки лучше крепятся друг к другу. Тогда как пустынный песок более округлый и не подходит для производства бетона. Человечество использует морской песок гораздо быстрее, чем волны океанов успевают пополнить запасы — со временем это неизбежно приводит к его нехватке. Правда, в России в основном используется не морской, а карьерный песок, но эта оговорка не умаляет глобальную проблему.

С водой дела обстоят не лучше. В 2012 году 9% всей использованной человечеством воды ушло исключительно на производство бетона. Согласно прогнозам журнала Nature Sustainability к 2050 году 75% всей воды, необходимой для производства бетона, будет использоваться в развивающихся странах. Например, в Индии, где жителям мегаполисов воды уже сейчас не всегда хватает даже для питья.

Цемент значит CO2

Цемент для производства бетона создается путем измельчения клинкера и гипса. Для того чтобы из глины и известняка сделать клинкер, их необходимо нагреть до 1400°C.  Такие температуры требуют больших затрат энергии, а это значит, что в атмосферу попадает огромное количество углекислого газа. За 2015 год 8% всего высвобожденного человечеством CO2 пришлось исключительно на производство клинкера. Если бы бетон был страной, он занимал бы третье место по уровню выбросов — после США и Китая. 

Итак, с экологическими проблемами при производстве разобрались. Но что же происходит после того, как бетон уже залит, здания построены, и шоссе забетонированы? Казалось бы, худшее уже позади, но на самом деле проблемы только начинаются. 

От потепления до наводнений: как бетон меняет климат городов

Дело в том, что наши бетонные города в жаркие дни нагреваются гораздо быстрее, чем деревни, где этот материал почти не используется. Этот феномен — городской остров тепла — хорошо изучен географами и урбанистами. В частности известно, что разница температур в городах с населением более миллиона человек и за их пределами может достигать 5°C. Это приводит к проблемам со здоровьем у жителей, ухудшению качества питьевой воды, а также повышает потребление электричества для вентиляторов и кондиционеров — т.е. возникают дополнительные выбросы CO2. Возникает петля обратной связи, хорошо известная климатологам: повышение температуры приводит к еще большему повышению температуры. 

Одно из самых заметных следствий глобального потепления — увеличивающееся с каждым годом число природных катастроф: цунами, землетрясений, торнадо, наводнений… Список можно продолжать бесконечно, но, в случае с бетоном, больше всего нас должны волновать наводнения. Забетонированные дороги и шоссе не позволяют пришедшей воде быстро уходить в землю. Так, наводнения становятся более разрушительными. Они приносят с собой больший экономический ущерб, уносят большее количество человеческих жизней и затрудняют восстановление разрушенных городов. 

В 2017 году американский мегаполис Хьюстон пережил самое мощное наводнение в своей истории. Оно унесло не менее 80 жизней, а экономический ущерб был оценен в 70 миллиардов долларов. Ученые сходятся во мнении, что основной причиной разрушений стал именно бетон, так как Хьюстон — один из самых забетонированных городов континента. 

Экологичные альтернативы бетону

Бетонный кризис действительно существует. Но правда ли все настолько плохо? И да, и нет. 

За последние 20 лет количество углекислого газа, попадающего в атмосферу из-за бетона, уменьшилось в среднем на 18% благодаря увеличению энергоемкости технологий производства.  Более того, стали появляться компании, занимающиеся разработкой более экологичных альтернатив привычным строительным материалам. 

Множество предприятий по всему миру сегодня работают над тем, чтобы сделать бетон более «зеленым». Правда, большинство из них останавливаются на вторичном использовании элементов бетона: это помогает экономить ресурсы и затраты на производство. Но есть и те, кто идет дальше. 

Например, компания SolidiaTech разработала собственную технологию Solidia, которая позволяет снизить количество высвобождаемого CO2 до 60%, и не требует при этом установки нового оборудования. Также у них есть второй вариант производства цемента, при котором затвердевание происходит не с добавлением воды, а при использовании углекислого газа. Это существенно снижает стоимость и длительность процесса, и, самое главное, сокращает концентрацию CO2 в атмосфере. 

Кто-то идет еще дальше, и предлагает полностью отказаться от использования цемента в строительстве в пользу, например, дерева или железного камня Ferrock, созданного из отходов металлургической промышленности. Пока сложно сказать, чем конкретно человечество заменит бетон. Большинство существующих альтернатив не обладают таким же набором качеств (твердость, морозостойкость, теплопроводность и простота создания), или требуют значительно больших денежных затрат на этапе производства и ухода.

Мы еще очень далеки от решения проблемы бетона. По самым оптимистичным оценкам, при существующих темпах развития миру потребуется около 20 лет, чтобы новые материалы полностью заменили собой стандартный бетон. Также экологичных разработок может оказаться недостаточно — многие считают, что без строгого регулирования со стороны государства на уровне законодательства отказаться от бетона не получится. 

Бетон предоставил нашей цивилизации возможность развиться до того уровня, на котором мы сейчас находимся. Его дешевизна, стойкость и простота производства позволили забыть о проблемах, преследующих человечество на протяжении всего хода истории — недостаток жилья и его недолговечность. Но настоящее ставит перед нами новые вызовы, и если мы предпочтем их игнорировать в угоду экономической выгоды, условия жизни на планете могут необратимо измениться. 

Июн 29th На дне Байкала обнаружили новые вспышки роста спирогиры

Исследование проводилось с использованием глубоководных обитаемых аппаратов «Мир». Учёные обследовали различные районы озера и обнаружили, что спирогира не образует сплошного покрова, а появляется отдельными очагами, которые со временем сменяются новыми. Такой характер распространения исследователи назвали волнообразным.

Ранее считалось, что активное развитие спирогиры ограничивается главным образом прибрежной зоной, где в воду поступает избыток биогенных веществ. Однако новые наблюдения показали, что водоросль встречается значительно глубже, хотя условия на таких глубинах существенно отличаются: меньше света, ниже температура и слабее течение.

По словам учёных, обнаружение спирогиры на больших глубинах ещё не означает экологическую катастрофу для всего Байкала. Тем не менее оно свидетельствует о продолжающихся изменениях в экосистеме озера. Исследователи подчёркивают, что для понимания причин распространения водоросли необходимо продолжить долговременный мониторинг.

Массовое развитие спирогиры стало одной из наиболее обсуждаемых экологических проблем Байкала в последние годы. Разрастание этих нитчатых зелёных водорослей связывают с локальным загрязнением прибрежных вод, поступлением соединений азота и фосфора, а также изменениями гидрологического режима. Плотные скопления спирогиры могут вытеснять характерные для Байкала сообщества донных организмов и изменять структуру экосистемы.

Новые данные помогут лучше понять механизмы распространения водорослей и оценить, насколько глубинные районы озера вовлечены в происходящие экологические процессы.