Как бактерии в недрах Земли влияют на климат?

О том, что жизнь существует не только на поверхности Земли и в самом верхнем слое земной коры, но и глубоко в недрах нашей планеты, ученые узнали совсем недавно. Ранее они считали, что глубже нескольких десятков метров жизни нет, и лишь в последние годы обнаружили, что ошибались. Да еще как! При бурении исследовательских скважин обнаружилось, что жизнь есть буквально везде, без исключений, - говорит Хайнц Вилькес (Heinz Wilkes), геохимик Немецкого центра по изучению Земли в Потсдаме: "И в глубоких золотых рудниках, и в глубоких осадочных бассейнах, и в глубоких гранитных формациях, - повсюду мы видим следы биологической активности".

Понятно, что в недрах Земли биологическая активность реализуется "всего лишь" микроорганизмами, но крайне малые размеры вовсе не являются основанием для того, чтобы пренебречь их воздействием на окружающую среду. Напротив, благодаря значительному видовому разнообразию, а также способности создавать гигантские популяции, микроорганизмы играют чрезвычайно важную роль в любой из известных нам экосистем.

Всюду жизнь

"Сегодня становится все очевиднее, что недра Земли до глубин, по меньшей мере, в 3-4 тысячи метров густо населены колониями микроорганизмов и что эти микроорганизмы активно участвуют в круговороте вещества", - говорит Хайнц Вилькес. Для обозначения этих колоний в подземной среде обитания ученый использует термин "глубинная биосфера". Однако его интересует не столько классификация этих микроорганизмов в недрах Земли, сколько влияние их жизнедеятельности на климат нашей планеты. Ведь многие бактерии обитают в угольных пластах и в нефтяных месторождениях. Для них - так же, как и для человека, - эти залежи полезных ископаемых служат важнейшим источником энергии. А продуктом их жизнедеятельности является всем известный метан - газообразный летучий углеводород, - поясняет Хайнц Вилькес. По его словам, дошло до того, что нефтедобывающие компании сегодня проводят широкомасштабные работы по зондированию мест выхода метана из недр Земли, будь то на суше или дне моря, с целью выявления возможных глубинных залежей ископаемых энергоресурсов.

Глубинный метан - недооцененный фактор

Но метан - это еще и парниковый газ. По силе разрушительного воздействия на климат он существенно превосходит и водяной пар, и двуокись углерода. Это и вызывает серьезную тревогу у экологов, - отмечает Хайнц Вилькес: "Суммарные запасы углерода, равномерно распределенные в отложениях и в месторождениях ископаемого топлива, на четыре порядка превышают то количество углерода, что аккумулировано в биосфере на поверхности Земли. Это значит, что любое, даже очень небольшое, нарушение устоявшегося круговорота углерода может вызвать выброс весьма значительного количества метана в атмосферу. Что, в свою очередь, может стать важным фактором изменения климата".

Немецкий Центр по изучению Земли в Потсдаме исследует проблему биогенного метана из недр нашей планеты в рамках специального проекта Biogenic Methane Potential. Интерес к проблеме проявляют и другие страны - прежде всего, США и Великобритания. "Мы производим - или, по крайней мере, пытаемся произвести - количественную оценку масштабов биотрансформации углеводородов в разных нефтяных месторождениях, - говорит Хайнц Вилькес. - Мы используем при этом новейшие геохимические подходы. Однако до сих пор мы не можем сказать, в каком количестве эти газообразные продукты действительно выходят на морское дно или на поверхность суши и оттуда попадают в атмосферу. Это очень важный вопрос, поиск ответа на него - тема наших дальнейших исследований".

"Кто кого сборет"?

Задача, стоящая перед потсдамскими учеными - не только важная, но и сложная. Уже хотя бы потому, что в глубинной биосфере наряду с метаногенами, то есть микроорганизмами, производящими метан, есть и такие, которые его окисляют. В процессе долгой биологической эволюции они тоже научились обходиться без света и кислорода, а для окисления метана используют соединения серы. "Но количественное соотношение между этими двумя группами микроорганизмов нам пока неизвестно", - сетует Хайнц Вилькес. Именно поэтому воздействие глубинной биосферы на климат все еще не нашло отражение в современных климатологических моделях. Известно, однако, что они не могут объяснить некоторые особенности глобального круговорота углерода в природе. Возможно, учет фактора "глубинного метана" позволит устранить эти ошибки.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман