Заброшенные шахты оказались миной замедленного действия. Несмотря на остановку добычи, подземные химические процессы насыщают и без того вредные шахтные воды углекислым газом, который затем уходит в атмосферу — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
В течение последних 250 лет в штате Пенсильвания в США велась промышленная добыча угля. Штат был признанным центром угольной отрасли. К 1830 году город Питтсбург ежедневно потреблял более 400 тонн этого ископаемого топлива. Сжигание такого количества угля способствовало изменению климата. Кроме того, из-за отсутствия рекультивации шахт — особенно тех, которые работали до принятия природоохранных нормативных актов в 1977 году — в окружающую среду попадали едкие шахтные воды. Но, возможно, это не последнее разрушительное наследие угледобычи прошлых веков.
В исследовании, представленном на конференции GSA Connects 2025 в городе Сан-Антонио в штате Техас доктор Дороти Веспер, геохимик из Университета Западной Вирджинии, доказала, что заброшенные шахты представляют собой еще одну опасность: они продолжают интенсивно выделять CO2 даже спустя десятилетия или столетия после прекращения добычи.
Едкая соленая вода в заброшенной шахте.Источник: Соцсети
В работе 2016 года Веспер и ее коллеги обнаружили, что всего 140 обследованных закрытых шахт в Пенсильвании через отходящую из выработок шахтную воду ежегодно выбрасывают в атмосферу столько же CO2, сколько небольшая угольная электростанция. Учитывая, что чиновники и ученые не знают, сколько подобных объектов в регионе на самом деле, не говоря уже о других штатах, влияние этих шахт на климат остается нерешенной проблемой. При этом не ясно как ее можно полностью решить.
Мы бы хотели иметь более полное представление о масштабах этих выбросов углекислого газа. Во многом это связано с тем, что мы даже не знаем, где находятся сбросы. И это не только Аппалачи. Это по всей стране. Это по всему миру.
Дороти Веспер
геохимик.
Как кислая шахтная вода выделяет CO2
Рудничные воды, насыщенные серной кислотой как побочным продуктом угледобычи, разрушают известняк и другие карбонатные породы, которые залегают рядом с угольными пластами. Часть этой породы содержат древний CO2, который был изолирован миллионы лет назад, когда порода формировалась. Сернокислая вода также растворяет карбонатные породы, высвобождая карбонат-ионы (CO3)2-, которые затем превращаются в CO2 или другие формы углерода в воде. Как только вода выходит из шахты и контактирует с воздухом, присутствующий в ней CO2 может «дегазироваться» и попасть в атмосферу.
Место сброса кислых шахтных вод в водоем в районе города Губаха в Пермском крае.Источник: https://commons.wikimedia.org/
До работы Веспер выбросы CO2 в результате дегазации шахтных вод не подвергались тщательному количественному анализу. Отчасти проблема заключается в огромном количестве заброшенных шахт и в том, что они плохо каталогизированы. Часто Веспер и ее студенты пробирались через непроходимые заросли, чтобы измерить шахту, о которой им сообщили, и не находили ни входа в шахту, ни признаков того, что вода оттуда больше не течет.
Креативное измерение уровня CO2
Другая проблема заключается в том, что стандартные полевые приборы не могут измерять чрезвычайно высокие концентрации CO2, а Веспер обнаружила, что в некоторых шахтных водах содержится в 1000 раз больше углекислого газа, чем можно было бы ожидать в обычной воде. Поэтому для проведения измерений Веспер пришлось обратиться к неожиданному методу измерений.
Команда воспользовалась оборудованием для производства газированных напитков. Оно есть на заводах по розливу и на пивоварнях. Прибор для измерения уровня напитка можно переносить по цеху пивоварни и подключать к гигантским чанам, где бродит сусло. Он действительно портативный и может работать с очень высоким содержанием CO2.
Для измерения уровня углекислого газа в шахтных водах пришлось позаимствовать оборудование у пивоваров.Источник: https://www.publicdomainpictures.net/
Вооружившись специализированным инструментом, Веспер вместе со своими студентами и коллегами отыскивает старые шахты, чтобы измерить количество CO2, выводимого через все еще действующие дренажные системы. Результаты, полученные в некоторых шахтах, сопоставимы с количеством CO2, выделяемого гидротермальными источниками, и значительно превышают показатели воды, вытекающей из обычных природных известняковых пещер. Кроме того, количество углекислоты в каждом месте менялось в зависимости от гидрологических условий вокруг шахты.
Будущие исследования и возможности восстановления
В будущем Веспер надеется проводить измерения в большем количестве шахт в течение более длительного времени и в различных условиях, добавить в свой набор инструментов анализ уровня метана и изучить, как различные методы рекультивации могут предотвратить выброс парниковых газов из шахт в атмосферу.
Дороти Веспер считает, что даже небольшие изменения в процессе рекультивации могут иметь значение. Например, можно хранить сточные воды под землей в трубах и направлять их в близлежащие водно-болотные угодья (если они, конечно, есть).
Заброшенная шахта в России. Проблема шахтных вод одинаково актуальна по всему миру.Источник: https://commons.wikimedia.org/
Недавно археологи нашли в неолитической шахте нашли останки древних женщин, которые там работали. О жуткой находке читайте в материале Hi-Tech Mail.
