Get Adobe Flash player
Сайт Анатолия Владимировича Краснянского

Академик РАЕН Олег Георгиевич Сорохтин. Влияние океана на содержание углекислого газа в атмосфере.

28.12.2009 12:38      Просмотров: 6523      Комментариев: 5      Категория: Опровержение экологических мифов


http://fiz.1september.ru/articlef.php?ID=200501111%22

Влияние океана на содержание углекислого газа в атмосфере

(Выдержки из работы  академика РАЕН Олега Георгиевича Сорохтина "Адиабатическая теория парникового эффекта")

  

   В океанических водах растворено углекислого газа почти в 59 раз больше, чем его содержится в атмосфере [12]. Можно показать [17], что повышение температуры современного океана на 1 °С приводит к повышению парциального давления СО2 в атмосфере приблизительно на 13,6 . 10–6 атм (т.е. на 13,6 ppm) [ppm – одна миллионная доля (от англ. parts per million — частей на миллион) — единица измерения концентрации], тогда как в периоды четвертичных оледенений с понижением средней температуры океана до 277 К оно равнялось 12,5 ppm. Если же сравнить осреднённые значения парциальных давлений СО2 в ледниковые и межледниковые периоды, то окажется, что их разность может достигать приблизительно 50–52 ppm. Но именно такого порядка разности давлений СО2 и были обнаружены в пузырьках воздуха при бурении антарктического ледникового покрова на станции «Восток» (рис. 11). Интересно отметить, что в тёплый период мелового возраста, когда средняя температура океанических вод могла подниматься до +17 °С (291 К), парциальное давление углекислого газа должно было подниматься до 610 ppm, т.е. в 1,33 раза выше современного. [Примечание А.В. Краснянского. Выражать парциальное давление в ppm некорректно,  в этих единицах  (ppm) измеряется концентрации компонентов в системе]

Рис. 11

Рис. 11. Корреляция изменений концентраций углекислого газа с колебаниями температуры воздуха за последние 420 тыс. лет на антарктической станции «Восток» по керну скважины во льду, пробуренной до глубины 3623 м (время направлено справа налево). Как видно, тренд температурной кривой (штриховые линии) отмечает общее похолодание климата за последние 420 тыс. лет, хотя размах локальных колебаний температуры между ледниковыми эпохами и межледниковыми стадиалами и достигает 10 °С. Ход температурной кривой опережает изменения СО2 приблизительно на 600 лет. Запаздывание кривой СО2 при похолодании климата ещё выше и заметно даже на глаз. В настоящее время мы живем в эпоху снижения температуры и повышения или стабилизации концентрации СО2 в атмосфере.

    Рассматривая проблемы парникового эффекта, нельзя обойти молчанием и аргументы последователей идеи С.Аррениуса о прямом воздействии концентрации углекислого газа на температуру тропосферы. Да, содержание СО2 в пробах воздуха из древних слоёв фирна Гренландии и Антарктиды показывает, что в периоды межледниковых потеплений концентрация этого газа в атмосфере всегда повышалась. В значительно большей степени этот эффект наблюдался в тёплые климатические эпохи, например, в меловом периоде. Однако, как следует из приведённых данных, сторонники классического подхода явно путали причину со следствием, ведь повышения или понижения парциального давления СО2 в атмосфере являются не причиной, а следствием температурных изменений. При внимательном рассмотрении видно, что кривая температурных колебаний явно опережает соответствующие им изменения концентраций СО2: температурные колебания являются первичными, а изменения содержания углекислого газа в атмосфере – лишь следствие этих колебаний. 

   [Примечание А.В. Краснянского. Чтобы понять это, рассмотрим равновесие:  CO2(атмосфера) <--> CO2(океан) + Q.  При растворении CO2 в воде выделяется теплота, а при выделении газа из воды (при дегазации) теплота поглощается.     Согласно приниципу Ле-Шателье, увеличение температуры  смещает равновесие влево (в сторону эндотермического процесса). Следовательно, увеличение температуры приводит к увеличению концентрации CO2 в атмосфере, понижение - к увеличению концентрации газа в океане. Поскольку равновесие не устанавливается мгновенно, ход температурной кривой опережает изменения СО2: сначала происходит изменение температуры, а потом (приблизительно через 600 лет) устанавливается равновесная концентрация СО2 в атмосфере (см. рис. 11).  Общее количество (масса) углекислого газа в системе: океан-атмосфера не изменяется.]  

Объясняется это отрицательной температурной зависимостью растворимости СО2 в океанических водах и законом Генри, устанавливающим динамическое равновесие между парциальным давлением газа в атмосфере и его концентрацией в гидросфере. Повышение температуры океанических вод приводит к их частичной дегазации и переходу части СО2 из океана в атмосферу, и, наоборот, при похолодании увеличивается растворимость СО2 в океанических водах. Интересно отметить, что задержка изменений концентрации СО2 по сравнению с изменениями температуры на рис. 11 приблизительно соответствует времени полного перемешивания вод Мирового океана (порядка тысячи лет).

Истинные же причины температурных колебаний земного климата надо искать в других процессах и явлениях, например, в неравномерности солнечного излучения, в прецессии собственного вращения Земли, в неустойчивости океанических течений или в изменениях их циркуляции, вызванных другими причинами (например, периодическими опреснениями или осолонениями поверхностных вод Арктического океана).

В эволюционном же плане, начиная приблизительно с середины мезозоя (около 150-100 млн лет назад), происходит постепенное похолодание климата. Объясняется это несколькими причинами, в том числе удалением азота из атмосферы и связыванием его в нитратах и нитритах почвенного покрова [19], соответствующим уменьшением массы атмосферы, а также дрейфом континентов в высокие широты. Сейчас мы живем в межледниковом стадиале, но следует ожидать прихода новой фазы оледенения – повышенной суровости.

Именно поэтому проблему изменений земного климата надо решать системно и на базе строгой физической теории, с учётом эволюции состава атмосферы, геологических обстановок, с привлечением данных по колебаниям светимости Солнца, прецессии вращения Земли и океанологических данных, при обязательном учёте существующих в этой сложной системе обратных связей, а не объяснять всё единственной и мнимой зависимостью климата от концентрации в атмосфере так называемых «парниковых» газов.

Естественное происхождение так называемых «озоновых дыр»

Под «озоновыми дырами» обычно понимают участки стратосферы в полярных и умеренных широтах с пониженной приблизительно на 20-30% концентрацией озона. Они возникают в зимне-весенние периоды над местами стояния устойчивых антициклонов, например, в Антарктиде или над Якутией. Связано это с тем, что зимой резко уменьшается солнечная инсоляция, а в полярных широтах она и вовсе пропадает, а над антициклоническими областями происходит подъём воздушных масс и их перетекание в стратосферу, в результате озоновый слой над ними как бы развеивается. Летом же «дыры» резко сокращаются или вовсе пропадают.

Паника возникла только после того, как в конце 50-х гг. XX в. стали количественно измерять содержание озона в атмосфере. Впервые «озоновую дыру» обнаружили в Антарктиде. Вскоре появилась масса предположений об антропогенном влиянии. При этом, правда, оставалось непонятным, почему наиболее глубокие и обширные «озоновые дыры» наблюдаются в Антарктиде, т.е. в Южном полушарии, тогда как максимум антропогенных выбросов фреонов происходит в Северном, а также, чем по сравнению с антропогенными лучше природные фреоны, поступающие в атмосферу в несоизмеримо больших количествах при вулканических извержениях. Однако главными «разрушителями» озонового слоя являются не фреоны, а метан и водород. Так, только по реакциям типа серпентинизации пород океанической коры при их гидратации сейчас освобождается, по оценкам [10], по 6–10 млн т/год, тогда как техногенный выброс фреонов не превышает 100 тыс. т/год. К этому следовало бы добавить многие миллионы тонн метана и водорода, поступающие из почв тектонически активных регионов и тропических лесов, а также метана, выделяемого болотами северных регионов Канады и Евразии. Всего же масса ежегодно поступающих в атмосферу природных газов достигает многих десятков и даже сотен миллионов тонн!

Отсюда можно заключить, что роль антропогенного воздействия на озоновый слой в стратосфере Земли, в котором и возникают «озоновые дыры», пренебрежимо мала – приблизительно на четыре порядка ниже влияния природных факторов. Поэтому все колебания концентрации озона в земной атмосфере носят исключительно природный характер и никак не связаны с деятельностью человека. Как показали А.П.Капица и А.А.Гаврилов [22], концентрация озона в стратосфере меняется с сезонной периодичностью, и ничего страшного в этом нет. Более того, в процессе исследований выяснилось, что на экваторе и в тропических широтах концентрация озона оказалась более низкой, чем в наиболее глубоких «озоновых дырах» приполярных областей. И никакой опасности для жизни на этих широтах не наблюдается. Можно заключить, что нет проблемы «озоновых дыр», на борьбу с которыми, однако, тратятся колоссальные средства. Так, по некоторым оценкам, только на выполнение обязательств по Монреальскому протоколу к Венской конвенции 1985 г. о сохранении озонового слоя Россия должна тратить около 5 млрд долларов в год, а разовый убыток от уничтожения и замены оборудования, использующего фреоны, составляет около 10–15 млрд долларов! Этим деньгам можно найти и лучшее применение.

В заключение хочу выразить благодарность академикам К.Я.Кондратьеву за поддержку идеи, А.С.Монину за обсуждение проблемы и С.С.Григоряну за детальное рассмотрение теории, полезные советы и замечания.

Литература

10. Сорохтин О.Г. Парниковый эффект: миф и реальность. – Вестник РАЕН, 2001, т. 1, № 1, 6–21.

12. Войткевич Г.В., Кокин А.В., Мирошников А.Е., Прохоров В.Г. Справочник по геохимии.– М.: Недра, 1990.

17. Сорохтин О.Г., Леин А.Ю., Баланюк И.Е. Термодинамика океанических гидротермальных систем и абиогенная генерация метана. – Океанология, 2001, т. 41, № 6, с. 898–909.

19. Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Развитие Земли. – М.: Изд-во МГУ, 2002.

22. Капица А.П., Гаврилов А.А. Подтверждение гипотезы о естественном происхождении антарктической озоновой дыры. – Докл. РАН, 1999, т. 366, № 4, с. 543–546.

При упоминании значений физических величин автор использует единицы различных систем, а также внесистемные. Редакция сохранила упомянутые автором единицы. Следует учитывать, что 1 кал 4,2 Дж; 1 эрг = 10–7 Дж; 1 атм = 101,32 кПа.


Олег Георгиевич Сорохтин

Олег Георгиевич Сорохтин – выпускник Ленинградского горного института 1951 г., д.ф.-м.н., проф., академик (РАЕН), заслуженный деятель науки РФ, почётный полярник. После окончания с отличием ЛГИ работал в Гидропроекте – проводил гидрогеологическую разведку на «великих стройках коммунизма» (Куйбышевской ГЭС, Туркменском канале). В 1953 г. возвратился в Москву и начал работать в Институте физики Земли. Участвовал в трёх антарктических экспедициях, проводил глубинное бурение и сейсмологические исследования, побывал на полюсе холода, геомагнитном полюсе, открыл полюс недоступности. С 1966 г. работает в Институте океанологии им. П.П.Ширшова АН СССР (РАН). Принимал участие во многих океанологических экспедициях, опускался на дно океана, исследовал подводные вулканы, горячие источники (чёрные курильщики). Имеет более 300 научных трудов, в том числе публикации в журналах «Доклады АН СССР/РАН» и «Nаture». Награждён орденом Трудового Красного Знамени, медалями. Имеет двух сыновей, двух внуков (младшему – год) и внучку. Младший сын – д.г.-м.н., профессор Мурманского госуниверситета (г. Апатиты), член-корреспондент РАЕН.

 

Ещё статьи:
Комментарии:
Автор: Анатолий Краснянский - ответ Дмитрию Рыбакову.
Дата: 3.11.2012 10:59
В двухфазной системе: воздух-вода концентрации СО2 к в воздухе и в воде зависят от температуры [при равновесии между- водой (льдом) и воздухом]. Это следует из принципа Ле-Шателье. Разумеется, концентрации азота и кислорода (компонентов воздуха) тоже зависят от температуры системы, но значительно слабее.

Лед образуется как правило из снега. При образовании льда, происходит захват пузырьков воздуха.

Вероятно, считают, что диффузией СО2 из пузырьков газа в лед можно пренебречь даже если прошли сотни тысяч лет.
Автор: Анатолий Краснянский - ответ Дмитрию Рыбакову.
Дата: 3.11.2012 10:52
http://gordon0030.narod.ru/archive/8502/index.html :

Возраст и температура глубинного льда. С увеличением глубины все труднее определить абсолютный возраст льда. В верхней части толщи, отложившейся за последние несколько тысяч лет, это делают без особого труда, подсчитывая годовые слои, каждый из которых состоит из зимних и летних отложений, различающихся по структуре, плотности, запыленности. Такие различия были подмечены В. М. Котляковым еще в 1957 г. в снежной толще на станции Комсомольская, лежащей в глубине Антарктического континента. Возраст льда в верхней части толщи помогают определить и маркирующие горизонты, хранящие следы глобальных событий: крупных вулканических извержений, ядерных взрывов в атмосфере (последний такой слой в льдах Арктики образовался в результате Чернобыльской катастрофы).

Основа для определения палеотемператур — анализ соотношения стабильных изотопов во льду. Дело в том, что в природе оба химических компонента воды — кислород и водород — содержат не только обычные изотопы, но и немного тяжелых. Содержание тяжелых изотопов в воде или во льду зависит от испарения и конденсации, которые, в свою очередь, определяются температурой и различием физических свойств молекул.

В результате изотопный состав отложенного снега зависит от температуры его формирования. Используя эти соотношения, изотопную кривую легко преобразовать в температурную. Изотопные данные свидетельствуют, что колебания температуры за последнее тысячелетие достигали 1,5–2 °С. Теплыми были XII, XVI и XX вв., холодными — XIII–XV и XVII–XIX вв.; последний холодный интервал получил название малого ледникового периода.

Изотопный профиль в районе станции Восток, почти не искаженный течением льда, детально характеризует температурные условия в полярных областях за 240 тыс. лет. Последняя ледниковая эпоха характеризуется тремя температурными минимумами около 20, 60 и 110 тыс. лет назад. Пик межледниковья приходится на 130 тыс. лет назад. В предпоследнюю ледниковую эпоху колебания температуры были меньше, чем в последнюю ледниковую эпоху. В Центральной Антарктиде весь этот период был почти так же холоден, как и последний ледниковый максимум, т. е. примерно на 6° холоднее голоцена.
Автор: Дмитрий Рыбаков
Дата: 13.10.2012 0:29
Здравствуйте! Из приведённого текста понятно, что концентрация CO2 представлена как функция возраста газа в пузырьках, присутствующих в ледяном керне (gas age). А какой возраст взят для аномалий температуры? Если возраст льда (ice age), то корректно ли это? Спасибо.
Автор: Анатолий Краснянский - ответ Михаилу Фатееву.
Дата: 21.06.2012 14:45
Согласен с Вами! К сожалению, только немногие ученые опровергают миф о глобальном потеплении - очередную аферу, организуемую Западом.
Автор: Михаил Фатеев
Дата: 25.05.2012 18:09
Блестящая статья!

Показывает, что не все учёные подвержены влиянию "толпы", но есть ещё те, кто может иметь собственное мнение. Жаль только, что последних так мало!!!

См. фильм "Я и другие".
Оставить комментарий
Ваше имя
Комментарий
Код защиты

Copyright 2009-2015
При копировании материалов,
ссылка на сайт обязательна