Skip to content Skip to footer

Victor András – KETYEGŐ METÁN-BOMBA

Rejtélyes lyukak

Az utóbbi években – az első hírek szerint Szibéria északi részén, valamint a Jamal félszigeten (az Ob északi tengeri torkolatánál) – különös lyukak keletkeztek a földben. Nem is kicsik! Némelyik száz méter átmérőjű, másik tíz méter mély. Néha ott élő rénszarvas-pásztorok észleltek nagy durranást és füstöt, s annak alapján vezették nyomra a geológusokat, de – minthogy főleg gyéren lakott területen vannak – a lyukak többségére csak véletlenül vagy műholdas felvételek alapján találtak.

Már az első lyukak megtalálásakor föltételezték, hogy a keletkezésük valahogyan kapcsolatban van a globális melegedéssel; ugyanis csak permafroszt[1] területekről ismerünk ilyen mélyedéseket, s ott is csak azóta, hogy a melegedés következtében erőteljes olvadásnak indult a jeges talaj.

A permafroszt kiolvadása önmagában is nagy horderejű változásokat hoz magával: bizonytalanná válik az évekkel ezelőtt még fagyott talajra épített házak és úttestek stabilitása, járhatatlanná válik a rénszarvas-csordák megszokott terelési útvonala stb. De ezek a lyukak másról is szólnak.

Metánhidrát

Orosz kutatók megvizsgálták a lyukakban lévő talaj és levegő összetételét. Meglepve tapasztalták, hogy a kráterek alján a metán-gáz koncentrációja a máshol szokásosnak az 50-szerese. Vagyis a különös jelenség föltehetőleg kapcsolatban van a szibériai (vagy bárhol lévő) permafroszt talajokban őrzött hatalmas mennyiségű metán-hidráttal.

Mi ez a metán-hidrát, hogyan kerül oda, s mi történik vele most?

Vannak olyan anyagok, amelyeknek a molekulái négyesével-hatosával összekapcsolódva gyűrűt képeznek, s így körülfognak egy üres helyet. Ilyenek pl. az ún. korona-éterek, amelyek a nevüket is innen kapták. Az ún. fullerénekben pedig 60 darab szén-atom úgy kapcsolódik össze gömbbé – „futball-labda”-molekulává –, hogy a gömb közepe üres. És ilyesféle a vízmolekula is, de csak akkor, ha jéggé fagy. Ilyenkor tucatnyi vízmolekula erősen összekötődve körülzár egy – a vízmolekulához képest nem is kicsi – üres térrészt. Az ilyen gyűrű vagy gömb alakú molekula-szerkezetek jellemző sajátsága, hogy belsejükben megköthetnek, tárolhatnak más atomokat, ionokat, molekulákat.

Tudományosan klatrátoknak hívják az ilyen őrző-tároló molekulákat. Az elnevezés a latin claustrum, clastrum = ’zár, ketrec, börtön’ szóból származik (ahonnan kolostor szavunk is ered). Sokféle klatrátot ismerünk, és sokféle az ilyen molekulákban „fogva tartott” anyagok száma is. Az egyik – s a legismertebb (de talán a leggyakoribb is) – példa ez a bizonyos metán-hidrát, ahol a fagyott vízmolekulák ketrecébe metán-molekulák vannak bezárva. S ezt őrzi a permafroszt esetében a fagyott talaj.

Honnan kerül a talajban lévő vízmolekulákhoz a metán?

Az élőlényeket fölépítő specifikus vegyületek szén-tartalmú, ún. szerves vegyületek. Jellemző atomjaik a szén, a hidrogén, az oxigén és a nitrogén (valamint két-tucatnyi más, kisebb arányban előforduló elem). Röviden CHON-vegyületek. A hajdani földtörténeti korok szibériai erdeinek anyagai a talajba kerülve évmilliók alatt elbomlottak. A N- és O-atomok döntő része ma a levegőben van (hiszen annak nagyjából 78%-a nitrogéngáz, 21%-a oxigéngáz.). A maradék C és H atomok egymáshoz kapcsolódva alkotják a metánt (CH4). Ha azonban a bomlás még tovább tart, akkor lassanként egyre inkább csak C-atomok maradnak a földben. Ennek a bomlási sorozatnak a mai képviselői az ásványi szenek, a még fás szerkezetet is mutató lignittől a barna- és fekete-szénen keresztül a már szinte csak C-atomokból álló antracitig.

A víz azonban a talajban csak akkor ejti fogságba a metánt, ha állandóan fagyott állapotban van, s ráadásul elég nagy a nyomás is. A permafroszt területeken – mélyen a felszín alatt – mindkét feltétel teljesül. Ez a háttere, hogy év-százmilliók alatt a Föld különböző pontjain lévő permafroszt talajokban hihetetlen mennyiségű metán-hidrát halmozódott fel.

A rejtélyes óriás-lyukakat tehát nyilvánvalóan a permafroszt talaj kiolvadásakor a vízmolekulák ketrecéből kiszabaduló metán okozza. Ennek konkrét módja azonban még vizsgálandó. Történhet úgy is, hogy a felszabaduló metángáz fokozatosan összegyűlve egyre nagyobb üreget képez a föld alatt, s amikor az óriásbuborékban lévő gáz nyomása elér egy kritikus értéket, egyszer csak kilövell, kidobja a fölötte lévő talajt. Ugyanúgy, ahogyan a vulkánoknál a forró magma és az azt feszítő gázok. De – minthogy a metángáz gyúlékony – az is lehetséges, hogy a föld alatti óriás-buborék növekedésének kritikus pontján az összegyűlt metán valamitől begyullad, s égve robban ki a föld alól.

Lángoló jég

A történetnek azonban itt nincs vége. Beláthatatlan környezeti veszélyt jelent, hogy az évmilliók óta a talaj „fogságában” lévő metán – a globális melegedés következtében – kiszökik az olvadó jégből a levegőbe. A metán ugyan nem mérgező, kis mennyiségben mindig is volt a földi légkörben; de üvegházhatású gáz, méghozzá erősebben, mint az erről „híressé” vált szén-dioxid. Ha tehát növekszik a levegő metán-koncentrációja, erősödni fog az üvegházhatás, és gyorsul a globális melegedés. Ha pedig még magasabb lesz a Föld átlag-hőmérséklete, fokozódik a permafroszt területek kiolvadása, s még tovább emelkedik a levegő metán-szintje. És így forog tovább az önerősítő kör. A végét egyelőre nem látjuk.

Akár mi – emberek – vagyunk a felelősök a klímaváltozásért, akár nem, a permafroszt napjainkban is jelentős mértékű kiolvadásán már nem tudunk változtatni. Jelentkezett azonban ennek a metán-hidrát ügynek egy másik vonala is, amely viszont egyértelműen rajtunk múlik, és még veszélyesebb. Ez a „lángoló jég”.

Tudjuk, hogy metánhidrát nemcsak a permafroszt talajában képződik, hanem az óceánok mélyén is. A Földön lévő élő-anyag (a biomassza) tömegének óriási részét a világ-óceán vizének legfelső rétegében lévő plankton képezi. Tehát nem az elképesztő méretű bálna és az óriási rajokban úszó halak tömege meghatározó, hanem a planktonban szemmel alig (vagy nem) látható méretű mini-élőlények hihetetlen tömege. Az elpusztult tengeri élőlények tengerfenékre lesüllyedő és ott összegyűlő szerves anyagainak lassú bomlása révén végül ugyanúgy metán képződik, mint a talajban. S az ottani hidegben – meg a fölötte lévő víztömeg óriási súlya miatti rendkívül nagy nyomáson – ebből a metánból a jelen lévő vízzel együtt szintén metán-hidrát képződik. Elképzelhetetlenül nagy tömegben.

A tengerek aljáról felhozott metánhidrát idáig inkább csak tudományos-népszerűsítő „játék” volt. Annak kiváló is, hiszen valóban megdöbbentő, hogy szemmel egyszerű jégnek látszó darab, ha kitesszük az asztalra, s hagyjuk melegedni, egyszer csak a kezdődő olvadás következtében felszabaduló metángáz egyre nagyobb nyomásától pattogni kezd, darabok lökődnek le róla, s ha égő gyufát tartunk a közelébe, lángba borul, és mindaddig ég, amíg el nem fogy a benne lévő metán. Ezért „lángoló jég” a beceneve.

Időzített bomba

Mostantól azonban a metán-hidrát sokkalta több, mint látványos természettudományos „játék”. Hiszen a metán – minthogy éghető – kiváló energiaforrás. A földgáz 97%-a metán; ezzel főzünk a konyhában, ez ég a gázkályhákban, ezt vezetjük óriási csőrendszereken a kitermelési helyétől a felhasználókig. A metánhidrátból kinyerhető metán tehát gyakorlatilag azonos azzal a gázzal, amely az egyik legfontosabb energiaforrásunk.

Alaszka és Észak-Kanada tengereinek mélyén, de még nagyon sok más helyen (talán a Földközi tengerben) is van metánt tartalmazó jég. Becslések szerint ezer-milliárd m3-es nagyságrendű mennyiségről van szó. S minthogy 1 m3metánhidrát 150–200 m3 metánt tud kibocsátani, a felszabadítható metánmennyiség talán a Föld eredetileg volt földgáz-készletének a többszöröse.

Ha a „lángoló jég” kitermelése a tengerek fenekéről gazdaságosnak bizonyul, komoly vetélytársa lesz a földgáz-iparnak. Gondoljunk arra, hogy a hagyományos kőolaj- és földgáz-iparban milyen óriási súlypont-eltolódásokat váltott ki a „palagáz-forradalom”, vagyis a réteges-palás szerkezetű kőzetek lemezei között lévő földgáz kitermelési módjának a kidolgozása. Például az USA, amely azelőtt nettó importáló ország volt, ennek a technikának a révén exportáló országgá vált, s ezzel alaposan megváltoztatta a világpiaci pozíciókat.

A „metán-hidrát forradalom” várhatóan ennél még mélyrehatóbb világpiaci változásokat okoz. Az újságokban rendszeresen lehet híreket olvasni arról, hogy Kína és az USA hogyan „kakaskodnak” a Dél-kínai tenger hovatartozása körüli vitában. Kína akár repülőterekkel, kikötőkkel rendelkező mesterséges szigeteket is létrehoz, hogy minél nagyobb területről állíthassa, hogy az Kína része, s kizárólagos jogot formálhasson az ott lévő felszín alatti természeti energiaforrásokhoz. És dicsekszik is a híradásokban, hogy már százezer m3-es nagyságrendet ért el a metán-hidrát kitermelésében Az USA viszont ragaszkodik a nemzetközi vizeken történő szabad hajózás elvéhez (vagy talán szintén az ott lévő „lángoló jéghez”), és katonai felvonulással jelzi: nem ismeri el Kína területi követeléseit.

Vagyis a földgáztól mint energiaforrástól „betegesen függő” technikai civilizációnk számára a tengerek alján lévő metán-hidrát stratégiai jelentőségű. Háborúk folyhatnak a birtoklásáért.

De ennek a történetnek sincs vége a gazdasági erőviszonyok megváltozásával. Ugyanis katasztrofális hatása lehet a Föld ökológiai rendszerére, ha nagyüzemi léptékű lesz a tengerfenéki metán-hidrát kitermelése. Ha megnyílik ez a viszonylag könnyű metán-szerzési technológia, elölről kezdődik az az évszázaddal ezelőtti korszak, amelyben dúskáltunk a fosszilis tüzelőanyagokban, s eszünkbe sem jutott, hogy egyszer az is elfogyhat.

Sajnos reális a veszélye, hogy hiába küzdöttünk-küzdünk a klímaváltozás megfékezése érdekében a „karbon-semlegességért”, a viszonylag olcsón kitermelhető metán-hidrátból nyert metán energiatermelési célú égetése miatt újra fokozódni fog az antropogén szén-dioxid kibocsátás. Egyszerűen azért, mert nem lesz ellenállás a fosszilis energiaforrások bőségesen elénk táruló új kínálatának. Az még külön növeli a veszélyt, hogy termelési veszteségként rengeteg metángáz is a légkörbe kerülhet, amely – mint fentebb jeleztük – még erősebb üvegházhatású gáz, mint a CO2.

Jajj nekünk!

[1] Permafroszt: az év 12 hónapjában fagyott állapotú talaj

Katie Orlinsky, USA | Környezet 3. díj, sorozat
a National Geographic számára,
Az Északi-sarkvidéken a fagyott altalaj gyorsabban enged fel az éghajlatkutatók előrejelzésénél, és az olvadás közben felszabaduló gázok gyorsíthatják a globális felmelegedést. Az északi félteke szárazföldjeinek 24%-a permafroszt, szénben gazdag fagyott talaj. Miközben felenged, szén-dioxid és metán szabadul fel. Az olvadás a térségben élő emberek életét is befolyásolja: alámossa a házak alapját, megváltoztatja a tájat, elárasztja a jégkamrákat (a fagyott talajba ásott házi hűtőket), és megromlik bennük az élelmiszer.
Josiah Olemaun fiatal bálnavadász megpihen, miközben bálnahúst pakol a családi jégkamrába az alaszkai Utqiaġvik településen.
WORLD PRESS PHOTO kiállítás a Magyar Nemzeti Múzeumban
2020. szeptember 24 – október 25.

Leave a comment