Биотоп — донная нефть

Марк Шагал «Когда Абдулла вытащил сеть на берег...»

Год от года растет размах погодных аномалий. То жара, то сибирские морозы, то небывалые наводнения, то метели. Только в Европе убытки от атак стихий за три последние года составляют сотни миллиардов евро: вымерзают или гибнут от жары и засухи сады, виноградники, деградируют дикие флора и фауна, особенно страдают почвенные биоценозы. Зато Арктика стабильно теплеет, но это скорее тревожит, и не только из-за жалости к полярным видам: вечная мерзлота становится топью, разрушая здания и сооружения, а из прогретых трясин и морского дна парит метан — опасный парниковый газ.

События этого года ложатся в череду погодных аномалий. Вроде бы обычная зима 2012 года за три недели февраля побила все рекорды морозов. Замерзли все реки, включая Дунай, и большая часть Черного моря. А сменил морозы чудовищный буран, который парализовал дороги и горные курорты. Заголовки СМИ сулили конец света: Гольфстрим остановился, повернул, нырнул и так далее. Читая это, жители омываемых Гольфстримом островов — Канар, Багам и Исландии — умирали со смеху: у их берегов вода была на 2 градуса теплее нормы. Возмущались и геофизики: Гольфстрим погоде не подвластен, его рождают и направляют рельеф дна и суточное вращение Земли. Но метеорологи стояли на своем: в феврале антициклон занял почти весь север Атлантики, включая Гольфстрим. Однако антициклонов над теплой водой не бывает — теплая вода парит, этот пар, конденсируясь на высоте, снижает давление, рождая тучи и разрушая антициклон. А раз антициклон все же был, значит, вода Атлантики была холодной.

Примиряет островитян, геофизиков и метеорологов гипотеза появления в феврале над Атлантикой некоего невидимого экрана, мешающего испарению и тем самым согревающего воду. После пропажи экрана перегретая вода стала бурно испаряться, породив аномальный буран. А пока экран лежал на Гольфстриме, это тепло шло в Арктику, неся с собой к полюсу невиданно мягкую погоду.

Где найти врага, играющего с экранами над океаном? Увы, специалисты тут не помогут. У них главный претендент — глобальное потепление, но оно должно усиливать испарение воды с поверхности океана, то есть усиливать циклон, ослаблять антициклон и давать мягкую зиму и дождливое лето. Ау нас все наоборот. Чтобы разрешить загадку, воспользуемся методом Шерлока Холмса — дедукцией.

Связь погодных аномалий с ростом энергопотребления очевидна, ведь графики их роста почти совпадают, но каков механизм? Что, если первопричина бед препятствующая испарению воды пленка на поверхности океана, образование которой связано с нефтью? Очевидно, что количество нефти в морской воде столь же неумолимо растет по мере роста добычи ископаемого топлива, как и выделение углекислого газа при его сжигании. Более того, вполне возможно, что это количество в последние двадцать лет растет с ускорением — так, как идет тренд глобальной температуры. Ведь именно в это время началась активная добыча нефти на шельфах.

Где добыча, там и аварии, при которых де тяжелая нефть собирается на дне. Это не разливы от крушения танкера или сброса с него грязной воды в океан, здесь счет сразу идет на сотни тысяч тонн. Только по официальным данным и только при одной — крупнейшей, ставшей достоянием общественности — аварии в Мексиканском заливе, в 2010 году на дно опустился миллион тонн нефти, а по неофициальным — в три раза больше. Наверняка аварии меньшего масштаба случались здесь и ранее, ведь нефть в Мексиканском заливе и Карибском море добывают не только у берегов США, но ив Мексике, в Венесуэле. Обо всех ли мы знаем? Особенно легко скрыть аварию в Венесуэле, где нефть тяжела и почти вся тонет.

Сама по себе тяжелая донная нефть пленку на поверхности создать не может. Однако в этом деле у нее могут быть помощники.

Нефть просачивается из недр испокон веков. Очевидно, что, обладая огромными запасами энергии, она не может лежать просто так, никем не востребованная. Эту энергию в силу общих законов экологии неизбежно будут использовать организмы. Назовем такое сообщество нефтефагами (этим термином иногда пользуются в статьях, посвященных очистке воды от нефти), оставив конкретизацию на совести морских биологов. Неразрывная связь залежей нефти с нефтефагами позволяет считать ее биотопом. Лучше всего изучен биотоп — плавающий массив нефти (пятно на воде), распад которого под влиянием нефтефагов, а также солнца, ветра и волн дает плавающие комки. И практически не изучен биотоп донной нефти, что вполне понятно: кислорода на дне мало и нефтефаги вроде бы должны ее поедать крайне медленно. Однако здесь не исключена ошибка, сообщество нефтефагов может оказаться гораздо активнее. Ведь в естественном отборе побеждают те, кто быстрее утилизирует доступную энергию. Попробуем представить себе жизнь нефтефагов.

Начальные условия таковы: острый дефицит кислорода, застой воды (нефть лежит во впадинах) и малый подток дефицитных в нефти биогенов — азота и фосфора. Нефтефагам после съедения торчащих из залежи вверх в воду богатых энергией гидрофильных функциональных групп, казалось бы, остается лишь ждать подтока кислорода, чтобы сжечь «лишние» углеводороды, мешающие доступу к «вкусностям» свежих слоев нефти. Но у них есть и другая возможность! Выделить ПАВ, с помощью которого «огрызки» углеводородов смываются с залежи в виде мицелл. «Огрызки» заведомо легче исходных молекул, и мицеллы должны всплывать. Вместе с ними на поверхности воды оказывается и часть нефтефагов.

Здесь условия для них лучше: кислорода вдоволь, азот и фосфор дают метаболиты местной фауны, свежую огрызочную нефть стабильно доставляют мицеллы, посылаемые донными родичами. Лишь вода холодновата (оптимум для нефтефагов — около 40°C), но и это поправимо, если сформировать пленку: сдерживая испарение, она нагревает воду как в парнике. Вот мы и добрались до загадочного экрана, который накрывает Гольфстрим, вызывая аномалии погоды. Можно предложить два механизма возникновения этой пленки. Во-первых, она может формироваться из этих самых мицелл под действием ультрафиолета. Во-вторых, пленка способна возникать из липидных мембран, которые остаются при массовой гибели самих нефтефагов или же специально ими синтезируются. Выгода для нефтефагов понятна: подогреть воду до комфортной температуры. Более того, так они избавятся от не переносящих столь теплой воды конкурентов за питательные вещества — азот и фосфор. Поэтому вполне может возникать положительная обратная связь: выше температура, лучше размножение разрушающих нефть организмов, плотнее пленка, еще выше температура. Кроме того, повышенная смертность холодолюбивых микроорганизмов обогатит поверхностные воды азотом и фосфором. Вместе с течениями мицеллы, нефтефаги, образуемые ими пленки плывут по океану. Если где-то возникнут благоприятные условия для массового размножения или гибели нефтефагов и будет штиль, на поверхности океана появится пленка огромной протяженности. В Мексиканском заливе она будет способствовать образованию ураганов (такой эффект известен, см., например, «Химию и жизнь» 2005 №12). О ее способности влиять на образование циклонов в Атлантике всерьез никто не говорит, однако похоже, что после исторической аварии 2010 года она стала столь плотной и развитой, что рухнули все климатические рекорды: ее поля летом 2010 или зимой 2012 года так ослабили атлантический циклон, что аномальные антициклоны охватили целые континенты.

Пленочные поля дрейфуют по океану то тут, то там, рождая аномальные антициклоны и засуху в Европе. А после освобождения перегретой воды от пленки эти аномалии завершаются суперосадками, торнадо и тому подобными явлениями. Деградация пленки бывает временной — когда ее разрушают волны и штормы, и окончательной, когда в воде кончается нефть, питающая нефтефагов. Дрейфующие экраны создают климат, при котором в общем нормальная погода периодически переходит в аномальную. Стабильно лишь потепление у полюсов.

Почему никто не думает о возможности существования такого пленочного экрана? Я полагаю, главная причина — стереотипное представление об известности всех природных явлений. Неизвестные явления кажутся таким же абсурдом, как и неизвестные материки. Однако тончайшая, в 50 ангстрем, липидная пленка — исключение, увидеть или обнаружить простейшими приборами ее невозможно. Нужно знать, что искать, а это знание приходит из анализа косвенных данных.

Что же делать? Сначала требуется признать существование врага. А потом приступать к тралению критического для Европы района Мексиканского залива и его окрестности с помощью сеток из ворсистого гидрофобного полимера. В перспективе же — создание атласов донной нефти и сбор самой донной нефти как главного источника неприятностей.