У 2012-2013 роки журнал «Вісник Московського державного обласного університету» опублікував кілька статей однієї і тієї ж авторської групи, яка запропонувала оригінальну гіпотезу про самозаймання болотних газів як причини пожеж. Версія, що називається, контрінтуітівное. Коли після осушення боліт горять торфовища, це зрозуміло, проте звичайне мокре болото начебто не особливо пожежонебезпечні. З іншого боку, з боліт дійсно виділяються в атмосферу метан і фосфін, а за твердженням авторів робіт, ще й дифосфин, який і є головне зло. Гази самовоспламеняются на жаркому літньому сонці, підпалюють болотяну рослинність - як ніби-то правдоподібний сценарій ...

Виявилося, що «діфосфіновая» версія активно обговорюється в Інтернеті і навіть привернула увагу керівництва Московської області. Почалися розмови про інтенсивне обводнення боліт, в тому числі в заказниках «Журавлина батьківщина» і «Озеро Заболотский» (північний схід Підмосков'я). Взагалі-то зміна гідрологічного режиму в заказниках заборонено - воно зруйнувало б місцеперебування червонокнижних птахів і звірів, і обводнення боліт в цьому плані не краще осушення, яким захоплювалися в першій половині ХХ століття. Але якщо болота і справді пожежонебезпечні? Нікому ж не хочеться повторення літа-2010.

За роз'ясненнями ми звернулися до головного редактора журналу «Динаміка навколишнього середовища і глобальні зміни клімату», кандидату біологічних наук М.В.Глаголеву (старшому науковому співробітнику кафедри фізики і меліорації грунтів факультету грунтознавства МДУ ім. М.В.Ломоносова і провідному науковому співробітникові Інституту лісознавства РАН). Емісія болотних газів входить в сферу наукових інтересів Михайла Володимировича, так що ми отримали вичерпну відповідь, який і пропонуємо увазі читачів.

сутність гіпотези

Пошкодження та знищення лісів пожежами викликає незворотні негативні наслідки: пожежі змінюють екологічний режим екосистем, їх стабільність і продуктивність. В даний час на території Російської Федерації понад 200 мільйонів гектарів лісу не охороняються, через що пожежі охоплюють величезні території. Горять не тільки ліси, а й торф'яної шар боліт: в глибині торф може горіти роками, і згасити його практично неможливо.

Зазвичай торф'яні пожежі виникають через горіння сусідніх лісів або інших угідь. Якщо пожежа починається на болоті або осушеному торфовищі, причиною частіше буває людський фактор: багаття, недопалки і т. Д. Трапляються і займання від блискавок. Однак слід зауважити, що в СРСР з вини людей відбулося 83% лісових пожеж, а від блискавок при сухих грозах - тільки 17% (Гришин А.М. Математичне моделювання лісових пожеж і нові способи боротьби з ними, Новосибірськ: Наука, 1992).

Такі загальноприйняті в науці уявлення про причини пожеж. Однак в публікаціях Т.С.Ульбаева і співавторів (див. Список літератури в кінці статті) була висловлена цікава гіпотеза про ще одну причину самозаймання торфу в природних умовах.

Ось короткий виклад цієї гіпотези. Фосфін РН3 і дифосфин Р2Н4 виробляють в анаеробних умовах (без доступу кисню) мікроорганізми сімейств Arthrobacteriaceae, Rhodobacteriaceae, Rhizobiaceae, Pseudomonodaceae, Enterobacteriaceae, переробляючи болотні опади, в яких містяться фосфорорганічні сполуки. Одночасно з емісією фосфіну і дифосфин відбувається емісія метану. Дифосфин, мимовільно запалюючись на повітрі (його температура спалаху 20-30 ° С), ініціює займання фосфіну (Твозг. = 150 ° С), що, в свою чергу, може призвести до займання метану (Твозг. = 537 ° С). На думку авторів, ланцюгове загоряння компонентів болотного газу при достатній концентрації і великий емісії (виділені слова важливі, як ми побачимо далі) цілком здатні викликати лісові та торф'яні пожежі.

Надалі автори гіпотези припустили, виходячи з даних про склад торфу, специфічних фізико-хімічних умовах на дні боліт і активності мікроорганізмів, що на торфовищах утворюються і виділяються також інші летючі гази: Бороводні, силани, водень і т. Д. Відомі й органічні фосфіни - сполуки загальної формули RnPH3-n, де R - органічний радикал, а n = 1-3 (за винятком декількох нижчих представників, це рідини або кристалічні речовини). Всі ці гази легко окислюються і горять з виділенням великої кількості тепла. Деякі з них (силани, Бороводні з 2-6 атомами бору, найбільш летючі органічні фосфіни), подібно дифосфин, самовоспламеняются при контакті з повітрям.

Гіпотезу з таким уточненням вже не могла б називатися «діфосфіновой», щоб не заплутувати читача. Однак автори експериментально показали наявність в болотах тільки дифосфин, але не силанов, бороводородов та інших газів, самозаймистих при відносно низьких температурах, тому далі ми будемо обговорювати саме «діфосфіновую» гіпотезу.

перші дивацтва

Отже, Т.С.Ульбаев і М.Г.Базаева провели восени 2011 року оцінку можливої пожежонебезпеки району Шатурських боліт: відібрали зразки болотного газу і досліджували їх на газовому хроматографе «Кристаллюкс-4000М». За результатами цього експерименту була написана стаття (Ульбаев, Базаева, 2012), де автори зробили наступний висновок: «Аналіз газу з Шатурських боліт показав ... відсутність в зразках ... дифосфин». Дійсно, дифосфин немає ні в таблиці 1, ні на хроматограмах, представлених авторами.

А далі все заплутується. У наступній роботі (Ульбаев і ін., 2012) автори посилаються на тільки що процитовану статтю, але стверджують, що дифосфин був виявлений! «На рис. 3, 4 представлені результати досліджень проб болотного газу, взятих на сході Московської області (Московська область, Шатурський район, зупинка Харінская, Туголесскій Бор, торф'яні болота) [4]. У складі кожної з проб болотного газу, взятих в районі Шатурських боліт, виявлені азот, аргон, водень, метан, етан, фосфін, дифосфин, сірководень і діоксид вуглецю. Можливість виникнення природного загоряння пов'язана з наявністю в суміші метану (18,35%), фосфіну (1,12%) і дифосфин (0,09%) ... ». Під номером [4] в списку літератури другої із згаданих статей фігурує попередня (Ульбаев, Базаева, 2012), а рис. 3 і 4 - це взяті з неї хроматограми 2 і 3. Але тепер на них з'явилося ще кілька газів, зокрема Р2Н4. Аналогічним чином в таблиці 1 з першої статті (ми наклали її на хроматограму) є Н2, N2, Ar, CH4, C2H6, PH3 і СО2, дифосфин ж відсутня, а в таблиці 2 другої статті, в колонці «Схід», де представлені дані по Шатурський болотах, з'являються Н2S і Р2Н4! Дані по всім іншим газам в обох статтях збігаються. В інших стовпцях таблиці, де наведено дані по іншим районам, дифосфин немає.

Одна і та ж хроматограмма, наведена в двох статтях (а - Ульбаев і Базаева 2012, б - Ульбаев і ін., 2012), зазнала цікаві зміни: в пізнішій публікації (б) з'явилися два нових піку. На хроматограму (а) ми наклали ліву частину таблиці 1 з тієї ж роботи, щоб були зрозумілі чисельні значення висот піків

Однак навіть цей факт Т.С.Ульбаев і ін. Намагаються поставити на службу «діфосфіновой» гіпотезі шляхом наступного філософського міркування: «Відсутність дифосфин в газовій пробі, взятій на тій чи іншій ділянці болота, не означає, що його немає в даній болотної системі ». Заперечити тут абсолютно нічого, але це абсолютно вірне твердження настільки ж абсолютно марно. Хоча відсутність дифосфин в пробі, взятої на якомусь ділянці болота, не означає, що його взагалі немає в даній болотної системі, але точно так само воно не означає, що дифосфин десь в цьому болоті є. Воно взагалі нічого не означає! А якби означало, то подібним методом можна було б довести все, що завгодно, - від самих реалістичних гіпотез (відсутність в спостереженнях Т.С.Ульбаева і ін. Дітей з сірниками, розвідних багаття на торфовищі, не означає, що їх немає на території даної болотної системи) до найфантастичніших (відсутність в спостереженнях літаючих тарілок, підпалюють торфовище двигунами, не означає, що немає тарілок).

Доводиться визнати, що дані вельми «каламутні»: в одній статті автори заявляють, що в Шатурських болотах дифосфин не знайшли, в іншій - що він виявляється «в складі кожної з проб болотного газу, взятих в районі Шатурських боліт». У будь-якому випадку концентрація його зникаюче мала, а спроби виявити дифосфин в пробах з інших боліт успіхом не увінчалися.

Загориться чи ні?

У формулюванні «Ланцюгове загоряння компонентів болотного газу при достатній концентрації і великий емісії є реальною причиною виникнення природних лісових і торф'яних пожеж» (Ульбаев і ін., 2012) «діфосфіновая» гіпотеза має право на існування. Але найважливіше і цікавіше полягає в тому, чи достатня в болотних екосистемах концентрація компонентів болотного газу для ланцюгового займання.

На це питання автори дають чітку відповідь: при наявності в суміші метану (18,35%), фосфіну (1,12%) і дифосфин (0,09%) дифосфин, мимовільно запалюючись на повітрі (Твозг. = 20-30 ° С ), ініціює займання фосфіну (Твозг. = 150 ° С), що, в свою чергу, може призвести до займання метану (Твозг. = 537 ° С). Однак тут виникає протиріччя. Як справедливо вказують самі автори, речовини не мають певної температури займання - вона залежить від процентного складу суміші, тиску і від багатьох інших умов (вологість торфу, його склад, ступінь дисперсності і ін.) І може коливатися в досить широких межах. Тоді який сенс говорити про те, що дифосфин «мимовільно запалюється на повітрі»? Адже суміш, яка містить 18,35% метану, - явно не атмосферне повітря.

Припустимо, що дифосфин мимовільно запалиться в такій суміші (хоча це не очевидно). Але це не означає неминучого займання всього навколишнього газу. Тому на передній план виходить питання: чи буде в газовій суміші підтримуватися горіння і пошириться воно на торф?

Для виникнення горіння необхідні, по-перше, горюча суміш - певне поєднання горючої речовини з окислювачем (зазвичай киснем повітря), по-друге, ініціація реакції між ними. Горюча суміш повинна нагрітися до температури самозаймання, або ж необхідний зовнішній джерело запалювання. Оскільки вище передбачалося, що дифосфин знаходиться в температурних умовах, що забезпечують самозаймання, залишається одне питання: а чи є окислювач?

У 100 л вищеописаної газової суміші буде міститися 0,09 • 0,01 • 100 = 9 • 10-2 л дифосфин - приблизно 265 мг. Автори не вказують, скільки в ній було кисню. Однак сума концентрацій всіх газів (в стовпці «Схід» таблиці 2 Ульбаева і ін., У 2012 - ми вибрали цей стовпець, тому що тільки в ньому є дифосфин) становить 99,77%. На неідентифіковані гази залишається лише 0,23%, іншими словами, саме таке максимально можливий зміст О2. У 100 л газової суміші може бути не більше 0,23 • 0,01 • 100 = 0,23 л кисню, тобто приблизно 329 мг. З рівняння горіння дифосфин

P2H4 + 3,5O2 = P2O5 + 2H2O

очевидно, що на окислення 265 мг P2H4 має піти приблизно 450 мг кисню. А такої кількості в розглянутій газової суміші просто немає! До речі, а якби дифосфин згорів, то наскільки підвищилася б температура газової суміші - були б досягнуті 150оС, необхідні для займання фосфіну? Методика розрахунку розігріву газу, в якому відбувається екзотермічна реакція, добре відома, і для 0,09% дифосфин ця температура навряд чи перевищує 80-90оС.

Цей розрахунок можна підтвердити і таким міркуванням. Напевно автори не відразу вимірювали склад газу в пробах - швидше за все, проходило досить багато часу (годинник, а то й добу), до того як проби доставляли в лабораторію і проводили аналіз. Значну частину цього часу проби знаходилися при температурі вище 20 ° С. Хочеться запитати: чи часто автори спостерігали самозаймання газу в шприцах? Якщо доречно звернутися до нашого досвіду - починаючи з 1995 року ми відібрали сотні проб газу з боліт Західного Сибіру (за концентраціями N2, CH4 і СО2 дуже схожих з тими, які описали Т.С.Ульбаев і ін.), Тисячі проб газу, що виходить з боліт в атмосферу, - і жодного разу не спостерігали самозаймання.

На жаль, концентрації інших газів ми майже ніколи не вимірювали, так що про дифосфин нічого не можемо сказати. Однак той факт, що в сотнях і тисячах проб, відібраних по всій території Західного Сибіру (від степів на півдні до тундри на півночі), ніякого самозаймання не відбувалося, вже багато про що говорить. Додамо, що наші колеги і учні відбирали десятки проб газу з боліт Європейської частини РФ (в тому числі і в Московській області) і сотні проб газу, що виходить з цих боліт в атмосферу. Жодного випадку самозаймання відзначено не було!

Є метан - немає О2, є О2 - немає метану ...

Заговоривши про відбір проб, ми підійшли до наступної важливої теми: розведенні газу в атмосфері.

Автори «діфосфіновой» гіпотези досліджували газову суміш, яку витягували з болота за допомогою спеціального «приладу» - шприца, з'єднаного з лійкою. Крім газів, перелічених вище, вони виявили водень (1,39%), азот (73,09%), аргон (4,89%), етан (0,44%), вуглекислий газ (0,43%) і сірководень (0,01%). Як ми щойно обговорили, кисень якщо і присутній, то в незначній кількості, яка не змогла б підтримати горіння 18,35% метану, 1,12% фосфіну і 0,09% дифосфин.

Тоді залишається лише одна можливість: газова суміш виходить з болота в атмосферу, змішується з повітрям, і виходить нова газова суміш, в якій кисню уже досить. Однак ось невдача: після розведення газу, що виходить з болота, в приземному шарі концентрація дифосфин буде ще менше 0,09%. Чи достатня буде ця концентрація для горіння? А адже зменшаться концентрації і фосфіну, і метану ...

В теорії горіння існує поняття про концентраційних межах запалення - граничних концентраціях горючої речовини в повітрі або інший окислювальному середовищі, при яких ще можливе поширення полум'я по всій горючої суміші від джерела запалювання. Для метану верхній і нижній межі становлять 5 і 15% за обсягом. Згідно з даними Ульбаева і ін., В газовій суміші з боліт концентрація метану виявляється в цих межах або близько до них. Концентрація фосфіну - 1,12-1,70% - також близька до нижньої межі займання (1,79%, см http://www.fumigaciya.ru/svoistva-fosfina). Але, повторимо, виходячи в атмосферу боліт, гази розбавляються, і тут важливо кількісно вказати, наскільки сильно вони розбавляються. На щастя, питання це добре досліджений і теоретично, і експериментально.

Які концентрації газів над поверхнею болота? Показано (див., Наприклад, Бородулін А.І. та ін. «Доповіді Академії наук», 1996, 349, 2, 256-258), що питомий потік метану (F, мг • м-2 • год-1), виділяється підстильної поверхнею, і перевищення його приземної концентрації над фоновою (ΔС, МДР / м3) пов'язані співвідношенням F = ε • ΔС,

де коефіцієнт пропорційності ε - лінійна швидкість виділення молекул метану підстильної поверхнею (м / год). Експерименти по визначенню ε проводили А.І.Бородулін і ін. На одному і тому ж болоті, добре вивченому і з точки зору емісії (питомої потоку) метану.

У різні роки і в різні сезони величини ε становили від 6,5 до 25,2 м / год. Ми можемо оцінити максимально можливе перевищення приземної концентрації метану над фоновою, підставивши в формулу максимальні спостерігалися величини F і мінімальні ε:

ΔС = 45,7 мг • м-2 • год-1 / 6,5 м • год-1 = 7,0 мг / м3.

Фонова концентрація метану становить близько 1 мг / м3, а значить, концентрація над поверхнею болота - близько 8 мг / м3, приблизно одна тисячна відсотка! Очевидно, вона на чотири порядки менше нижньої концентраційної межі займання метану.

Цей висновок підтверджують і результати прямих вимірювань концентрації метану над межею поділу грунт (вода) / атмосфера в болотах або рісовніках (в рісовніках питомі потоки СН4 практично такі ж, що і в болотах), як в природі, так і на лабораторних мезокосму. Суть першого методу полягає в наступному: на грунт встановлюють «камеру» - невеликий посуд без дна, з якого беруть відносно невелику пробу газу (маленьку - щоб не створювати в камері розрідження і не засмоктувати газ з грунту). Звичайно, в такій камері концентрація газів зростає з плином часу, оскільки вони безперервно виходять з грунту. Але якщо зробити аналіз відразу після установки, результат буде відображати саме газовий склад приземного шару. Інший, лабораторний метод полягає в тому, що грунтовий моноліт поміщають в герметичний посудину, після чого безпосередньо над монолітом з атмосфери судини відбирають пробу газу і аналізують її складу. Результати, отримані тим і іншим методами, узгоджуються з нашим розрахунком: міліграми метану на кубічний метр повітря.

Дати оцінку приземної концентрації фосфіну, навіть дуже грубу, трохи складніше, і ми не будемо наводити цей розрахунок в популярній статті. Скажемо тільки, що ця концентрація навряд чи перевищує 3,5 мг / м3 - ще більш незначна величина, ніж для СН4! І очевидно, вона також на кілька порядків менше нижньої концентраційної межі займання фосфіну.

На якісному рівні наш висновок збігається з загальноприйнятими уявленнями, згідно з якими втрати фосфору з грунту в атмосферу у вигляді фосфіну є нікчемною.

Чи врятує гіпотезу в'язкий подслой?

Отже, навіть якщо самозаймання дифосфин відбудеться, то, швидше за все, що оточує газова суміш не підтримає горіння, оскільки в товщі болота недостатньо кисню, а в приземному шарі не досягається нижній концентраційний межа запалення. Однак навряд чи в болотних екосистемах концентрації горючих газів змінюються стрибком від відносно високих значень, характерних для грунтового повітря, до низьких, як в приземному шарі атмосфери.

У дуже тонкому, міліметровому шарі повітря, що прилягає до земної поверхні (так званий в'язкий подслой), турбулентний потік настільки малий, що молекулярний потік порівняємо з ним. У цьому шарі, а також в при поверхневому шарі грунту, з одного боку, концентрації горючих газів ще не занадто малі, а з іншого боку, концентрація кисню вже зростає. Так, може бути, тут виконуються умови для реалізації «діфосфіновой» гіпотези?

Припустимо, що в в'язкому подслое метан і кисень знаходяться в такому співвідношенні, яке може забезпечити горіння. (Ми говоримо лише про метан, тому що при змішуванні з повітрям в кількостях, достатніх для забезпечення горіння, тільки він, можливо, залишиться в концентраційних межах запалення.) Припустимо також, що якимось дивом займання метану сталося. Загориться чи болото? Цілком ймовірно, немає.

Час, за яке загоряються рослини, встановлено експериментально: для болотних рослин це секунди, а то й десятки секунд. Наприклад, при температурах близько 831-839К для зразка моху масою 2,6 г цей час склало 11,6 ± 4,5 с, для 0,6 г брусниці - 8 ± 2 с, а для 0,14 г осоки - 6 ± 1 с (Гришин, 1992, с.37-41). Чи може газова суміш в приземному шарі горіти протягом п'яти-шести секунд?

Швидкість горіння залежить від фізико-хімічних властивостей реагентів і при постійних умовах має певне значення для кожного пального. Мінімальна об'ємна швидкість, з якою може поширюватися полум'я по дан- ної середовищі, для суміші «граничні вуглеводні + повітря» становить 0,32-0,40 м3 • м-2 • с-1 (Кукін і ін., 2013, с. 23, 175), що приблизно відповідає 1 • 10-2 кг • м-2 • с-1. Але миттєві величини питомих потоків метану, що надходить з грунту боліт в атмосферу, багаторазово вимірювати як в Сибіру, ​​так і в Європейській частині Росії, ніколи не перевищували 120 мг • м-2 • год-1 ≈ 3 • 10-8 кг • м- 2 • с-1, іншими словами, були меншими на шість порядків! Якщо ж говорити не про миттєві значеннях, а про середніх, то доведеться накинути ще один-два порядки.

Таким чином, метан, який може знаходитися в в'язкому подслое, згорить практично миттєво, в тисячні частки секунди. Природно, за цей час нова порція метану надійти в дану область простору не встигне, і горіння припиниться.

Подібне сверхкраткосрочних горіння дійсно іноді вдається помітити. Організовуючи виробничу і переддипломну практику студентів (а студенти - це взагалі-то великі, але нерозумні діти), ми постійно стикалися з їх спробами підпалити виходить з болота метан. Це закінчувалося або нічим, або коротким спалахом, від якої болото ніколи не спалахувало. Правда, в болотах (і не тільки в них) зрідка зустрічаються досить потужні виходи метану ( «сипи»), що забезпечують необхідний для постійного горіння питомий потік. Природно, якщо метан підпалити над сипом, то він буде постійно горіти (це хулиганствующие студенти та інженери також перевіряли на практиці). Однак торф все одно не загоряється, оскільки метан виходить під великим тиском і полум'я зноситься вгору. У будь-якому випадку це вже не відноситься до «діфосфіновой» гіпотезі, оскільки поширення метанових сипів обумовлено не болотами, а більш глибокими геологічними структурами.

Звичайно, ми не будемо заперечувати, що наші оцінки - наближені. Але всюди, де було можливо, ми вибирали найвигідніші для прихильників «діфосфіновой» гіпотези чисельні значення і всюди отримали один і той же результат: умови, необхідні для справедливості цієї гіпотези, не досягаються.

Тепер спробуємо оцінити її з інших позицій - з позицій не самою науки, а, так би мовити, соціології науки і наукометрии.

Що говорить РИНЦ

Увага вчених і адміністраторів до наукового цитування пояснюється тим, що це практично єдиний «видимий» слід наукової комунікації, що показує, як працює механізм народження нового знання. В принципі якість статті можна було б оцінити кількістю позитивних посилань на неї. Однак в даному випадку цей підхід не застосовний: за даними Російського індексу наукового цитування (РИНЦ), ні на одну з трьох обговорюваних статей на даний момент посилань немає взагалі. Це ні про що не говорить, бо статті написані і опубліковані недавно. Тому єдина можливість застосування наукометрии в даному випадку - це оцінити не якість конкретної статті, а якість журналу, що можна зробити за допомогою імпакт-фактора.

Використання імпакт-фактора в якості критерію для оцінки журналу грунтується на припущенні, що журнал, що публікує значну кількість статей, на які активно посилаються інші вчені, заслуговує на особливу увагу. Чим вище імпакт-фактор, тим більше наукова цінність, авторитет журналу. Мабуть, щоб надати таким оцінками більш ясний сенс, потрібно встановити певний еталон авторитетного наукового журналу. В даний час в світовій і вітчизняній науці таким еталоном стали журнали, індексовані в базах даних «Web of Science» і SCOPUS (багато журналів індексуються в обох цих базах, але SCOPUS містить більше російських журналів). Таким чином, за еталон для вітчизняних журналів можна взяти середній імпакт-фактор російських журналів, індексованих в SCOPUS.

Ми проаналізували 187 російських журналів, обраних майже навмання в цій базі даних. Середнє значення п'ятирічного імпакт-фактора РИНЦ за 2011 рік виявилося одно 0,590. Для журналів «Вісник московського державного обласного університету. Серія: природничі науки »і« Вісник Московського державного обласного університету », що опублікували статті про« діфосфіновой »гіпотезі, ці значення склали 0,078 і 0,128 - близько 13 і 22% від середнього.

Отже, гіпотеза, присвячена вельми важливого питання, а також пов'язані з нею експериментальні дані опубліковані в журналах, рейтинг яких не надто високий. Звичайно, не можна бути впевненим, що якщо імпакт-фактор журналу нижче середнього, то і якість рецензування статей в ньому теж низька. І в журналі з низьким імпакт-фактором ні-ні та й з'явиться хороша стаття, написана, наприклад, вчорашнім студентом - початківцям вченим, які не ризикнули послати її в більш авторитетне видання. А в журналі з високим імпакт-фактором може з'явитися нікчемна статейка - скажімо, прийнята редколегією «під гіпнозом» гучного імені одного з авторів, а насправді написана не кращим з його студентів. Але існує і ще один непрямий шлях оцінки якості статті - за кількістю і суті неточностей і помилок. Логічно припустити, що якщо таких немає, то чи автори вельми акуратні, або редакція працює з досить досвідченими рецензентами. І в тому, і в іншому випадку дослідженню з великою ймовірністю можна довіряти. На жаль, перед нами не той випадок.

Помилки та неточності

«Болотний метан виділяється в атмосферу безперервно в результаті життєдіяльності метаногенних бактерій (Mеthanobrevibacterarboriphilicus, Methanobacteriumbryantii, Methanofollisliminatans і т. Д.)» (Т.С.Ульбаев і М.Г.Базаева, 2012, з. 94). Тут відразу кілька неточностей. По-перше, в результаті життєдіяльності «бактерій» метан виділяється не в атмосферу, а в грунт. В атмосферу він потрапляє декількома шляхами, вже ніяк не пов'язаними з життєдіяльністю мікроорганізмів. (У науковій літературі описані наступні механізми транспорту: дифузія газу через воду або повітря, що заповнюють пори в грунті; бульбашковий перенесення і транспорт газів за допомогою рослин.) Мікроорганізми виділяють метан практично безперервно, але, наприклад, взимку, коли болото покривається крижаною кіркою, його надходження в атмосферу часом зовсім припиняється. По-друге, назвати метаногенів «бактеріями» - груба помилка: за сучасними уявленнями, ці мікроорганізми відносяться до археям. Нарешті, по-третє, все латинські назви написані неправильно. Помилки ці можна було б вважати описками або поліграфічним браком, якби більшість їх не повторювалося в наступній публікації, в якій, до речі, з'являються ще й нові помилки. Ми далекі від думки докоряти авторів за це: будучи, мабуть, хіміками, вони не зобов'язані досконало знати мікробіологію. Але рецензенти серйозного наукового журналу повинні були допомогти їм виправити помилки.

А ось трохи далі Т.С.Ульбаев і М.Г.Базаева (2012, с. 94) допустили суттєву помилку: «Емісія метану ... відбувається ... незалежно від рівня води в заболоченій місцевості». Це не так. Численні виміри, виконані різними науковими колективами, довели, що емісія метану дуже сильно залежить від рівня води. При його суттєве падіння вона може припинятися і навіть змінюватися поглинанням метану з атмосфери.

За результатами своїх вимірювань Т.С.Ульбаев і М.Г. Базаева (2012, с. 96) роблять висновок: «Аналіз газу з Шатурських боліт показав ... відсутність в зразках ... фосфіну». А прямо над цим твердженням поміщають «Зведену таблицю виявлених в Шатурськом болоті газів і їх параметрів», в передостанньому рядку якої призводять концентрацію фосфіну, рівну 1,12%!

А ось і справжня сенсація: «В екологічних системах боліт відбувається біохімічне освіту ... аргону (Ar)». (Т.С.Ульбаев і ін., 2012 с.161). Подібні заяви прийнято постачати експериментальними доказами або посиланнями на літературу, де такі докази наводять інші дослідники. Хотілося б знати, в яких біохімічних процесах може відбуватися утворення аргону. Або хоча б з яких сполук ...

І потім Т.С.Ульбаев і ін. (2012, с. 170) роблять далекоглядний висновок: «Азот, аргон, метан і оксид вуглецю (IV) є основою," стандартним набором газів ", що утворюються в болотах всіх типів, що говорить про єдину природного системі біологічного газоутворення ». По-перше, повторимо, аргон не утворюється в болотах. І якщо його освіту говорило б «про єдину природного системі біологічного газоутворення», то, мабуть, відсутність освіти аргону має говорити про відсутність цієї системи. По-друге, що це взагалі таке - «єдина природна система біологічного газоутворення»? Автори мали на увазі, що гази утворюються в одних і тих же процесах? Це не так навіть для окремо взятого метану, який синтезують різні мікроорганізми за допомогою різних біохімічних шляхів.

Перелік ляпсусів неповний, але, ймовірно, пора підбивати підсумки.

1. Експериментальні дані не дозволяють говорити про те, що дифосфин зустрічається в болотах в більш-менш значних концентраціях.

2. Можна впевнено стверджувати, що самозаймання дифосфин в природних умовах не відбувається.

3. Навіть якщо таке самозаймання відбудеться, то, швидше за все, що оточує газова суміш не підтримає горіння, оскільки в товщі болота недостатньо кисню, а в приземному шарі не досягається нижній концентраційний межа запалення.

4. Навіть якщо навколишнє газова суміш підтримає горіння в якихось унікальних умовах, воно майже відразу ж припиниться через недостатнє підведення нових порцій горючих газів. У будь-якому випадку ця короткочасна спалах не зможе підпалити торф.

5. Таким чином, «діфосфіновая» гіпотеза самозаймання боліт передбачає вкрай малоймовірні процеси і є вельми сумнівною. Точніше, можна сміливо стверджувати, що вона неправильна.

Особливу подяку хотілося б висловити І.В.Філіппову (Югорський державний університет, Ханти-Мансійськ), к.ф.-м.н. Ш.Ш.Максютову (Національний інститут вивчення навколишнього середовища, Цукуба, Японія), д.б.н. А.А.Сіріну (Інститут лісознавства РАН, Москва) і д.с.-г.н. Ф.Р.Зайдельману (МДУ ім. М.В.Ломоносова) за корисне обговорення «діфосфіновой» гіпотези. Крім того, ми дякуємо д.б.н. О.Р.Коцюрбенко (GeneXplain GmbH, Wolfenbűttel, Німеччина) за обговорення питань мікробіології боліт, пов'язаних з даною гіпотезою.

література

«Діфосфіновая» гіпотеза

Ульбаев Т.С., Базаева М.Г. Природне джерело пожеж на болоті. «Вісник Московського державного обласного університету. Серія: природничі науки », 2012 1, 94-97 ( http://elibrary.ru/item. asp? id = 18264574 ).

Ульбаев Т.С., Лук'янова Т.С., Мансуров Г.Н. Болотні гази як одна з природних причин самозаймання в заболочених районах. «Вісник Московського державного обласного університету», 2012 2, 161-171 ( http://elibrary.ru/item.asp?id=20502713 )

Ульбаев Т.С., Базаева М.Г., Мансуров Г.Н., Юнусов Х.Б. Про можливі причини самозаймання торфу. «Вісник Московського державного обласного університету», 2013, 1, 48 ( http://elibrary.ru/item.asp?id=20178495 ).

теорія горіння

Гришин А.М. Математичне моделювання лісових пожеж і нові способи боротьби з ними. Новосибірськ: Наука, 1992.

Девісілов В.А., Дроздова Т.І., Тимофєєва С.С. Теорія горіння і вибуху. Москва: ФОРУМ, 2012.

Кукін П.П. та ін. Теорія горіння і вибуху. Москва: Юрайт, 2013.

Франк-Каменецький Д.А. Дифузія і теплопередача в хімічній кінетиці. Москва: Наука, 1987.

емісія метану

Глаголєв М.В., Смагін А.В. Кількісна оцінка емісії метану болотами: від грунтового профілю - до регіону (до 15-річчя досліджень в Томській області) . «Доповіді з екологічного грунтознавства», 2006, 3, 3, 75-114.

Наумов А.В. Вуглекислий газ і метан в грунтах та атмосфері болотних екосистем Західного Сибіру. «Сибірський екологічний журнал», 2002 3, 313-318.

Сирин А.А., Суворов Г.Г., Чістотін М.В., Глаголєв М.В. Про значеннях емісії метану з осушувальних каналів. Динаміка навколишнього середовища і глобальні зміни клімату », 2012 3, 2 (6), EDССrar0005.