Hrozba ze dna oceánů?

Vyřeší pevný metan energetickou krizi, nebo způsobí globální katastrofu? Odpověď hledají evropští vědci v mezinárodním projektu Hermes. Dosavadní výsledky zveřejnili na nedávné konferenci v Bruselu.
Plynný metan tvoří základ hojně využívaných zdrojů energie - ropy a zemního plynu. Kromě toho existují zásoby pevného metanu v podobě takzvaného hydrátu. Ten se obvykle ukrývá v hloubce několika set metrů pod mořským dnem. Na první pohled se příliš neliší od ledu, ale vykazuje zvláštní vlastnosti - například je hořlavý.
Částečně ho tvoří obyčejný led, mezi jeho krystaly jsou ovšem uvězněné molekuly uhlovodíků, převážně metanu. „Hydrát metanu vzniká bez přítomnosti kyslíku za nízkých teplot a vysokého tlaku. Pokud ho výzkumníci vynesou na hladinu, během chvilky se rozplyne,“ popisuje docent Zdeněk Kukal z České geologické služby.
Většina pevného metanu se nachází nedaleko od pobřeží kontinentů na pevninských svazích.
„Může vznikat jen v místech, kde se rychle tvoří velké vrstvy usazenin. Uprostřed oceánů přibývá jeden centimetr usazenin za tisíc let, kdežto na pevninském svahu se jich může za stejnou dobu uložit až několik metrů. To umožňuje, aby se tam rychle hromadily organické látky, které jsou rychle přikryty a nemohou oxidovat. Jejich rozkladem bez kyslíku vzniká metan,“ vysvětluje český expert.

Oteplí nám zeměkouli?
Kolem roku 2000 se vědci začali vážně zabývat myšlenkou využití pevného metanu jako zdroje energie. Nové výzkumy ale naznačují, že tehdejší optimismus byl poněkud předčasný.
„Současné odhady ukazují, že zásoby pevného metanu jsou desetkrát menší, než se předpokládalo. Není ho řádově deset tisíc, nýbrž pouze tisíc gigatun,“ uvedl v Bruselu profesor Bo Barker Jorgensen z Institutu pro mořskou mikrobiologii Maxe Plancka v německých Brémách a koordinátor projektu Hermes.
„Navíc se hydrát metanu vyskytuje poměrně roztroušeně. Jeho dobývání zpod mořského dna by si vyžádalo více energie, než bychom nakonec získali,“ pokračuje dánský odborník pracující v Německu.
Velké zisky nám tato látka tedy v brzké budoucnosti nepřinese. Zato by mohla představovat jistá rizika. Metan v atmosféře působí jako skleníkový plyn. Dnes tvoří sice jen asi pětinu skleníkových plynů v ovzduší, zato účinkuje mnohem silněji. Také ho rychleji přibývá. Zatímco oxidu uhličitého přibylo podle Jorgensena za posledních dvě stě let o třicet procent, koncentrace metanu se ve stejném období více než zdvojnásobila. Na jeho přibývání se podílí sama příroda - metan vzniká v močálech a rašeliništích, podle nových poznatků ho může uvolňovat také přímo zemská kůra.
Především se ale tvoří rozkladem těl odumřelých organismů na dně moří. Od počátku průmyslové revoluce ale nese stále větší vinu na rostoucí koncentraci metanu také člověk: zvětšují se stáda chovaného dobytka, v jehož útrobách metan vzniká, dalším významným zdrojem jsou rýžová pole, kterých stále přibývá.
„Kromě toho uniká tento plyn také z uhelných dolů a z netěsnících ropovodů a plynovodů,“ říká docent Kukal. Podle jeho slov vědecké studie prokázaly, že v letech 1980 až 1998 stoupla každý rok koncentrace metanu o jedno procento. Pak se ale prudký nárůst zastavil.
„Jde o přirozený cyklický proces, atmosféra se udržuje ve vzájemné rovnováze s oceánskými i pevninskými vodami. Když metan v atmosféře překročí určitou mez, mořské vody ho začnou opět pohlcovat,“ vysvětluje geolog.
Tento pravidelný cyklus dokládají také rozbory jader vrtů v ledovcích, které tvoří jakousi kroniku klimatických změn. Odborníci zjistili, že pokaždé, když se v minulosti oteplilo, zároveň se výrazně zvýšila koncentrace metanu. To může mít různá vysvětlení. Podle jedné teorie v teplejším období roztají a „zezelenají“ jinak zmrzlé polární oblasti, a tamní porost začne produkovat metan.

Metanová puška
Druhá teorie, kterou představili vědci v Bruselu, bere v úvahu podmořské zásoby pevného metanu. V dobách ledových se podle nich „nabije“ jakási „metanová puška“ - zásoby pevného metanu se uloží pod mořské dno. V chladném období totiž dochází k intenzivnějšímu mořskému proudění, takže se výstupnými proudy dostávají na povrch živiny a rozvíjí se plankton.
Ten postupně odumírá a klesá ke dnu, kde z mrtvých těl organismů vzniká metan a ukládá se ve formě hydrátu.
V teplejších obdobích se začne z hydrátu uvolňovat plynný metan a „vystřelí“ jako bublina do vody, odkud pak unikne do atmosféry. To pochopitelně vede k dalšímu oteplení. Stoupající bubliny navíc „odpálí“ část mořského svahu, což vyvolá až desítky metrů vysoké tsunami.
Jorgensenův tým dokonce předpokládá, že k takové události došlo zhruba před osmi tisíci let u pobřeží Norska. Podmořský sesuv měl tehdy způsobit vlnu, která zalila Island, Skotsko a část severní Evropy.
„To je zajímavá myšlenka, ale je to pouhá hypotéza,“ říká docent Kukal. Podle něj není sporu o tom, že před deseti tisíci lety náhle skončila doba ledová a od té doby došlo k několika teplotním výkyvům, při kterých hladina moře střídavě klesala a stoupala, takže se moře mohlo přelít přes Skotsko.
„Není ale jisté, zda tyto vlny způsobila nějaká katastrofa, a zda to byl právě metan,“ podotýká český odborník. Dodává, že občas k úniku metanu z podmořských ložisek bezesporu dojde, nikoliv ale v masovém měřítku.
„Aby pevný metan začal reagovat, musely by se oteplit i hlubinné oceánské vody u dna. Dnes se moře sice oteplují, ale jen na povrchu,“ říká Kukal.
Před časem se objevily dohady, že právě metan uvolněný ze dna moře může mít na svědomí mizející lodě v Bermudském trojúhelníku. „To jsou nepodložené mýty a pohádky, které bych rád vyvrátil,“ prohlásil Bo Barker Jorgensen.

Miniaturní strážci klimatu
Projekt Hermes se soustředí především na výzkum ložisek metanu při evropských březích. Za nejzajímavější objev vědci považují potvrzení jejich výskytu v Černém moři. „Hydrát metanu se obvykle tvoří při teplotách kolem nuly. V Černém moři jsme ho ale objevili i v místech, kde teplota vody dosahuje 12 stupňů Celsia,“ uvádí profesor Jorgensen.
Hydrát vznikl díky vysokému tlaku, prostředí bez kyslíku a velkým zásobám rozkládajících se organických látek.
Ve stejném moři výzkumníci objevili také uhličitanové komíny a kupy - zajímavé geologické struktury vytvořené únikem metanu z hlubších vrstev na mořské dno. Na jejich povrchu žijí společenstva mikroorganismů, které se metanem živí.
Vůbec nejvýznamnějším počinem ale bylo odhalení mikroorganismů, které se na mořském dně starají o to, aby metan zůstal uvězněný pod dnem ve formě hydrátu a nedostal se v podobě bublin do vody.
„Tyto mikroorganismy jsou doslova strážci globálního klimatického systému. Bez nich by metan stoupal do vody a odtud do atmosféry. Skleníkový efekt by se tak výrazně posílil,“ zdůrazňuje Jorgensen.
Zvláštní organismy, které tomu zabraňují, objevila německá mikrobioložka Antje Boetiusová. Zjistila, že strážcem metanu jsou shluky několika set jedinců dvou skupin mikroorganismů - bakterie Desulfosarcina a archey skupiny ANME-2. Dosud se ovšem nepodařilo tyto dva organismy úspěšně přenést do laboratorního prostředí k podrobnějšímu studiu jejich soužití.
Nepochybně se ale živí metanem a společnými silami se podílejí na chemických procesech, které zajišťují, aby metan zůstával v sedimentech a neunikal do vody. Biologové tento objev vítají také proto, že jde o vůbec první známou symbiózu bakterie a archey.