С.В. Гошовський, ВНЕСОК ГІДРОТЕРМАЛЬНИХ «КУРЦІВ», ГРЯЗЬОВИХ ВУЛКАНІВ ТА ГАЗОВИХ СИПІВ У ПАРНИКОВИЙ ЕФЕКТ ЗЕМЛІ

https://doi.org/10.15407/gpimo2021.04.021

С.В. Гошовський, д-р техн. наук, гол. наук. співроб.
E-mail: oceanjournal@ukr .net
ORCID 0000-0002-8312-6244
Науковий гідрофізичний центр НАН України
м. Київ, пр. Академіка Глушкова, 42

О.В. Зур’ян, канд. техн. наук, старш. наук. співроб.

E-mail: alexey_zuryan@ukr.net

ORCID 0000-0002-2391-1611

Інститут відновлюваної енергетики НАН України

м. Київ, вул. Гната Хоткевича, 20-а

ВНЕСОК ГІДРОТЕРМАЛЬНИХ «КУРЦІВ», ГРЯЗЬОВИХ ВУЛКАНІВ ТА ГАЗОВИХ СИПІВ У ПАРНИКОВИЙ ЕФЕКТ ЗЕМЛІ

Розглядається проблема зростання концентрації у атмосфері одного з небезпечних парникових газів — метану, основного компоненту природнього газу. Зараз у багатьох країнах, особливо розвинених, спостерігається тенденція жорсткішого ставлення до викидів парникових газів і зростання інтересу до низьковуглецевих технологій, зокрема, при впровадженні принципів сталого розвитку, підвищення енергоефективності та розроблення технологій, які забезпечують зменшення викидів парникових газів в атмосферу Землі. Наведено основні природні та антропогенні джерела емісії метану. Виконано аналіз антропогенних та природних викидів метану, проведено оцінку співвідношення різних джерел викидів. Зосереджено увагу на загальну емісію метану в атмосферу і зростання концентрації метану в останні роки. Науково обґрунтовано, що одним із джерел дегазації Землі є просочування метану з морського дна Світового океану на водну поверхню. Встановлено основні джерела емісії метану з морського дна, до яких відносяться: грязьові вулкани; макро- та мікропросочування (сипи), геотермальні підводні джерела та магматичні вулкани (курці). Узагальнено та проаналізовано дані літературних джерел, що стосуються різних підходів, які використовуються для вивчення формування по- токів метану та оцінки його глобальної емісії геологічними джерелами. Встановлено співвідношення емісії СН4 наземними та морськими геологічними джерелами. Обґрунтовано фактори, що впливають на емісію. Пропонуються можливі шляхи зниження емісії геологічного походження в атмосферу. Зроблено висновок щодо перспективи подальших досліджень стосовно розробки методичних та технічних засобів збору, транспортування та зберігання газу метану з морських нетрадиційних покладів вуглеводнів.

Ключові слова: парникові гази, метан, емісія метану, низьковуглецеві технології, дегазація Землі.

СПИСОК  ЛІТЕРАТУРИ

  1. Бажин Н.М. Метан в атмосфере. Соросовский образовательный журнал, 2000, 6. № 3. С. 52—57.
  2. Бажин Н.М. Метан в окружающей среде. Аналит. обзор. Сер. Экология. Сиб. отд. РАН. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 2010. Вып. 93. 56 с.
  3. Балакин В.А., Гулиев И.С., Фейзуллаев А.А. Опыт экспериментального изучения углеводородного дыхания стратосферы Южно-Каспийской впадины и обрамляющих горных систем с помощью лазерного анализатора «Искатель-2». ДАН СССР. 1981. 260. № 1. С. 154—156.
  4. Войтов Г.И. О химической и изотопно-углеродной нестабильностях свободных газов (газовых струй) в Хибинах. Геохимия. 1991. № 6. С. 769—780.
  5. Гарькуша Д.Н., Фёдоров Ю.А. Глобальная эмиссия метана геологическими источниками. Международный научно-исследовательский журнал. 2019. № 3 (81). С. 37—51. https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.81.3.006.
  6. Гошовский С.В., Зурьян А.В. Разработка газа метана из сипов, грязевых вулканов и морских месторождений газогидратов. Геол. и полезн. ископ. Мирового океана. 2018. № 3. С. 22—36. https://doi.org/10.15407/gpimo2018.03.022.
  7. Гошовський С.В., Зур’ян О.В. Газогідрати — історія відкриття. До 50-річчя відкриття властивості природних газів утворювати поклади в земній корі у твердому газогідратному стані. Мін. ресурси України. 2019. № 1. С. 45—49. https://doi.org/10.31996/mru.2019.1.45-49.
  8. Киселев А. А., Кароль И. Л. С метаном по жизни. Санкт-Петербург: Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова. 2019. 73 с.
  9. Роль метана в изменении климата. Под ред. А.Г. Ишкова. Неправительственный экологический фонд имени В.И. Вернадского. НИИПЭ. 2018. 133 с.
  10. Шнюков Е. Ф., Старостенко В. И., Коболев В. П. Газогидратоносность донных отложений Черного моря. Геофиз. журнал. 2006. 28. № 6. С. 29—38.
  11. Шнюков Е.Ф., Коболев В.П., Гошовский С.В. Дорожная карта освоения черноморских газогидратов метана в Украине. Геол. і корисн. копал. Світового океану. 2018. 14, № 3. С. 5—21. https://doi.org/10.15407/gpimo2018.03.005.
  12. Ясаманов Н. А. Эндогенная активность Земли и глобальное потепление. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2004. № 5. C. 439—446.
  13. Dimitrov L.I. Mud volcanoes — the most important pathway for degassing deeply buried sediments. Earth — Science Reviews. 2002. Vol. 59(1—4). P. 49—76.
  14. Methane and Nitrous Oxide Emissions from Natural Sources. U.S. Environmental Protection Agency Office of Atmospheric Programs, Washington, DC, USA. 2010. 194 р.
  15. Etiope G., Milkov A., Derbyshire E. Did geologic emissions of methane play any role in Quaternary climate change? Global and Planetary Change. 2008. 22. № 1—2. P. 79—88.
  16. Etiope G., Martinelli G., Caracausi A., Italiano F. Methane seeps and mud volcanoes in Italy: Gas origin, fractionation and emission to the atmosphere. Geophysical Research Letters. 2007. 34. № 14. L 14303.
  17. Etiope G. Mud volcanoes and microseepage: The forgotten geophysical components of atmospheric methane budget. Annals of Geophysics. 2005. 48. № 1. P. 1—7.
  18. Etiope G. New directions: GEM — Geologic emissions of methane, the missing source in the atmospheric methane budget. Atmospheric Environment. 2004. 38. № 19. P. 3099—3100.
  19. Etiope G., Lassey K.R., Klusman R., Boschi E. Re-appraisal of the fossil methane budget and related emission from geologic sources. Geophysical Research Letters. 2008. 35. P. 1—5.
  20. Etiope G., Feyzullayev A., Baciu C. Terrestrial methane seeps and mud volcanoes: A global perspective of gas origin. Marine Petroleum Geology. 2009. 26. № 3. P. 333—344.
  21. Goshovskyi S.V., Zurian O.V Gas hydrate deposits: formation, exploration and development. Geology and Mineral Resources of World Ocean. 2017. № 4. Р. 65—78. https://doi.org/10.15407/gpimo2017.04.065.
  22. Goshovskyi S.V., Zurian O.V. Methods and technologies for the extraction of methane gas from aquatic gas hydrate formations. Mineralny resursy Ukrainy. 2018. № 4. С. 26—31. https://doi.org/10.31996/mru.2018.4.26—31.
  23. Hein R., Crutzen P.J., Heimann M. An inverse modeling approach to investigate the global atmospheric methane cycle. Global Biogeochemical Cycles. 1997. 11. № 1. Р. 43—76.
  24. Houweling S., Kaminski T., Dentener F., Lelieveld J., Heimann M. Inverse modeling of methane sources and sinks using the adjoint of a global transport model. Journal of Geophysical Research-Atmospheres. 1999. 104 (D21). P. 26137—26160.
  25. Hovland M., Judd A. G., Burke R.A. The global flux of methane from shallow submarine sediments. Chemosphere. 1993. 26 (1—4). P. 559—578.
  26. Judd A. G. Natural seabed gas seeps as sources of atmospheric methane. Environmental Geology. 2004. 46. № 8. P. 988—996.
  27. Judd A.G., Hovland M., Dimitrov L.I., Gil S.G., Jukes V. The geological methane budget at continental margins and its influence on climate change. Geofluids. 2002. 2. № 2. P. 109—126.
  28. Kvenvolden K.A., Rogers B.W. Gaia’s breath. Global methane exhalations. Marine and Petroleum Geology. 2005. 22. № 4. P. 579—590.
  29. Kvenvolden K., Loreneson T.D., Reeburgh W.S. Attention turns to naturally occurring methane seepage. Eos Trans. AGU. 2001. Vol. 82 (40). P. 457—458.
  30. Lacroix A.V. Unaccounted-for sources of fossil and isotopically-enriched methane and their contribution to the emissions inventory: A review and synthesis. Chemosphere. 1993. 26. P. 507—557.
  31. MacDonald I.R., Leifer I., Sassen R., Stine P., Mitchell R., Guinasso N. Transfer of hydrocarbons from natural seeps to the water column and atmosphere. Geofluids. 2002. 2. № 2. P. 95—107.
  32. Milkov A.V., Sassen R., Apanasovich T.V., Dadashev F.G. Global gas flux from mud volcanoes: A significant source of fossil methane in the atmosphere and the ocean. Geophysical Research Letters. 2003. 30. № 2. P. 1037.
  33. Milkov A.V. Worldwide distribution of submarine mud volcanoes and associated gas hydrates. Marine Geology. 2000. Vol. 167 (1—2). P. 29—42.
  34. Rahmstorf S. A semi-empirical approach to projecting future sea-level rise. Science. 2007. 315. P. 368—370.

PDF

Ukrainian