Антропоцен и подземный мир: как деятельность человека меняет лицо планеты изнутри

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Мы привыкли видеть Антропоцен — эпоху, отмеченную влиянием человека на планету — в картинах вырубленных лесов, загрязненного воздуха и меняющегося климата. Но что происходит в глубинах Земли, в царстве вечной тьмы и молчания, куда не проникает солнечный свет? Оказывается, и там человек оставил свой след, причем настолько глубокий, что его отголоски будут слышны еще миллионы лет.

Антропоцен
Антропоцен
Автор: Designer

Глубинный водоворот

Подземные воды — это не только колодцы и родники. На глубине более 500 метров, в толще пород, скрывается настоящий океан, объем которого превосходит все пресные водоемы на поверхности. Это царство замедленного времени, где вода может пролежать миллионы лет, практически не взаимодействуя с поверхностными процессами. Однако эпоха Антропоцена нарушила эту изоляцию.

Добыча нефти и газа, сопровождаемая извлечением огромных объемов подземной воды, стала мощным фактором, влияющим на подземные потоки. Прибавьте к этому закачку воды для поддержания давления в нефтяных пластах, и вы получите картину, где человек активно перекраивает подземные водные пути.

Приблизительная глубина недропользования. Медианный (31 м) и 95-й (130 м) процентиль водяных скважин (Jasechko & Perrone, 2021); минимальная глубина УХУ в осадочных бассейнах (800 м) (Benson & Cole, 2008); неглубокий предел разработки нефти и газа (включая закачку и захоронение; 600 м) (Lemay, 2008); геотермальная (>2 000 м) (Nardini, 2022). Верхний температурный предел для жизни (80-121°C) (Bar-On et al., 2018; Magnabosco et al., 2018) примерно соответствует самым низким температурам, необходимым для выработки геотермальной энергии (Nardini, 2022; Tester et al., 2021). Циркуляция метеорной воды происходит на глубинах до нескольких километров (McIntosh & Ferguson, 2021), но ниже 500 м потоки невелики, а время пребывания составляет от десятков тысяч до миллионов лет (Ferguson et al., 2023; Jasechko et al., 2017; Warr et al., 2021).
Приблизительная глубина недропользования. Медианный (31 м) и 95-й (130 м) процентиль водяных скважин (Jasechko & Perrone, 2021); минимальная глубина УХУ в осадочных бассейнах (800 м) (Benson & Cole, 2008); неглубокий предел разработки нефти и газа (включая закачку и захоронение; 600 м) (Lemay, 2008); геотермальная (>2 000 м) (Nardini, 2022). Верхний температурный предел для жизни (80-121°C) (Bar-On et al., 2018; Magnabosco et al., 2018) примерно соответствует самым низким температурам, необходимым для выработки геотермальной энергии (Nardini, 2022; Tester et al., 2021). Циркуляция метеорной воды происходит на глубинах до нескольких километров (McIntosh & Ferguson, 2021), но ниже 500 м потоки невелики, а время пребывания составляет от десятков тысяч до миллионов лет (Ferguson et al., 2023; Jasechko et al., 2017; Warr et al., 2021).
Автор: Grant Ferguson, Lydia R. Bailey, Ji-Hyun Kim, Magdalena R. Osburn, Peter W. Reiners, Henrik Drake, Bradley S. Stevenson, Jennifer C. McIntosh. https://doi.org/10.1029/2024EF004496 CC-BY 4.0 Источник: agupubs.onlinelibrary.wiley.com

Энергия будущего — вызов настоящего

Но это только начало. Стремительный переход к возобновляемым источникам энергии еще больше усилит воздействие на подземный мир. Захоронение углекислого газа (CCS), добыча лития из подземных рассолов, производство геотермальной энергии — все эти процессы требуют активного вмешательства в подземную гидросферу.

Возьмем, к примеру, CCS — технологию, призванную снизить выбросы парниковых газов. Для ее реализации потребуется закачивать в подземные хранилища колоссальные объемы углекислого газа, что существенно изменит давление и направление подземных потоков. А добыча лития, ключевого элемента для аккумуляторов электромобилей, потребует извлечения гигантских объемов рассолов, сопоставимых с объемами добываемой нефти.

Невидимые шрамы

Все эти процессы оставляют на лице подземного мира невидимые шрамы. Бурение скважин, закачка различных жидкостей, изменение давления — все это влияет на химический состав подземных вод, на жизнь микроорганизмов, которые населяют этот скрытый мир.

В результате деятельности человека в подземных водах могут появляться новые минералы, меняться изотопный состав элементов. Эти изменения, подобно отпечаткам пальцев, будут хранить память о нашем вмешательстве в подземный мир еще миллионы лет, рассказывая будущим поколениям о том, как мы изменяли лицо планеты не только на поверхности, но и в ее глубинах.

Земля как единый организм

Антропоцен заставляет нас переосмыслить наше отношение к Земле. Мы больше не можем рассматривать ее как набор отдельных ресурсов — атмосферы, гидросферы, литосферы. Земля — это единый организм, где все процессы взаимосвязаны. И наше вмешательство в подземный мир, в эту «скрытую половину» планеты, имеет далеко идущие последствия, которые мы только начинаем понимать.

Перед нами стоит сложная задача — использовать ресурсы подземного мира, минимизируя при этом наше воздействие на него. Для этого необходимо тщательно изучать подземные процессы, разрабатывать новые технологии и, главное, помнить, что Земля — это наш общий дом, и мы несем ответственность за его будущее, как на поверхности, так и в его глубинах.

Если подземные воды находятся так глубоко, как они могут влиять на поверхностные процессы?

Влияние может быть непрямым, но весьма ощутимым. Изменения в подземных потоках могут приводить к поднятию или опусканию земной поверхности, что влияет на рельеф и сток поверхностных вод. Кроме того, загрязнение подземных вод может в конечном итоге достигать поверхностных водоемов, оказывая негативное влияние на экосистемы.

Мы уже сейчас добываем много подземной воды. Почему же ученые так обеспокоены будущим?

Дело в масштабах. Добыча лития, захоронение углекислого газа и другие технологии будущего потребуют извлечения и закачки подземных вод в объемах, которые значительно превышают текущие. Это может привести к непредсказуемым последствиям для подземных экосистем и даже повлиять на глобальный водный баланс.

Как мы можем узнать, что происходит в подземном мире, если он скрыт от наших глаз?

Ученые используют различные методы для изучения подземных процессов. Это и бурение скважин, и геофизические методы, позволяющие «просветить» земную кору, и анализ химического состава подземных вод. Изучение древних пород также помогает понять, как подземный мир реагировал на изменения в прошлом, и предсказать его поведение в будущем.

Нейропейзаж
Нейропейзаж
Автор: Designer
Может ли деятельность человека привести к полному исчезновению подземных вод?

Полное исчезновение маловероятно, но локальное истощение подземных вод уже наблюдается во многих регионах мира. Это серьезная проблема, которая может привести к дефициту пресной воды, оседанию земной поверхности и другим негативным последствиям.

Может ли изучение подземного мира помочь нам в решении проблем на поверхности?

Безусловно. Изучение подземных микроорганизмов может привести к открытию новых лекарств и биотехнологий. Подземные воды могут стать источником ценных минералов и энергии. А понимание подземных процессов поможет нам более эффективно управлять водными ресурсами и прогнозировать изменения климата.

Не является ли вмешательство человека в подземный мир нарушением естественного хода вещей?

Человек уже давно влияет на окружающую среду, и подземный мир не исключение. Наша задача — минимизировать негативные последствия этого влияния и научиться жить в гармонии с природой, как на поверхности, так и в ее глубинах.

1 комментарий

SedayaNoch
Если боятся что пресная вода закончится если закачивать под землю, то пусть на полюсах топят лёд и его туда закачивают. И пресная вода окажется в достатке и лёд не попадёт в море.))

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

A4TECH Bloody MS76 Plus — обзор механической клавиатуры с горячей заменой магнитных свитчей и частотой опроса 8000 Гц

Сегодня на обзоре обновленная модель MS76 Plus от A4Tech Bloody. У нее также съемные магнитные свитчи и весь список заведенных функций этих переключателей, что и у MS76. В основе расширенного...

Самый массовый обман аудиотехники 90-х: почему магнитолы из Китая с наклейкой «500 Вт» играли не громче советской «Весны»

В начале 1990-х годов на постсоветский рынок хлынул поток массовой электроники из Юго-Восточной Азии. Среди прочего появились компактные кассетные магнитолы и музыкальные центры, на корпусах...

✦ ИИ  Можно ли вычислить человека по IP-адресу и узнать, где он живёт на самом деле

В интернете регулярно появляются истории о том, как неизвестный собеседник вычислил человека по IP-адресу, узнал его домашний адрес и даже определил, в какой квартире он находится. Иногда такие...

Куда сходить в Москве в ноябре: выставки и мероприятия, которые не стоит игнорировать

Год уже близится к финалу, но музеи и галереи Москвы продолжают радовать новыми открытиями. К 160-летию Льва Бакста - новый проект Третьяковской галереи Несколько дней назад в Инженерном...

Хищную улитку завезли на Гавайи для борьбы с гигантской африканской — вредитель остался, а местные улитки начали исчезать

В 1955 году на Гавайях решили бороться с одним чужеродным видом при помощи другого. Гигантская африканская улитка Lissachatina fulica уже почти два десятилетия размножалась в садах и на плантациях,...

Что такое тяжёлая вода и что произойдёт, если человек её выпьет

На вид тяжёлая вода ничем не отличается от обычной. Она прозрачная, без характерного запаха, но литр такой жидкости весит примерно на 100 граммов больше. Замерзает она не при нуле, а при +3,8 °C....