მდგრადი ბიოეკონომიკა და „ახალი პროდუქტის-ბიომეთანის წარმოება მეცხოველეობაში“

მზის თბური  გამოსხივებით დედამიწა ენერგიას უწყვეტად იღებს. ამ ენერგიის 30%-ს იგი ირეკლავს, 70%-ს კი ითვისებს, რაც ხმელეთის, ატმოსფეროს და ოკეანეების გათბობას იწვევს.

ატმოსფეროს იმ კომპონენტებს (აირებს), რომლებიც თბურ  გამოსხივებას იკავებენ, „სათბურის აირებს“ უწოდებენ.  

 ამ აირების  გარეშე, დედამიწის ზედაპირის საშუალო ტემპერატურა   დღევანდელთან შედარებით 33°-ით უფრო ცივი  და დაახლოებით −18°C (0°F) იქნებოდა. დედამიწის დღევანდელი საშუალო ტემპერატირა კი 15°C (59 °F)-ია.

აღსანიშნავია, რომ ვენერას, მარსის და ტიტანის ატმოსფეროები ასევე შეიცავს სათბურის გაზებს.

პირველად სათბურის აირებზე  საუბარი 1827 წელს დაიწყეს. შემდეგ იყო ჟან ბატისტ ჯოზეფ ფურიეს სტატია _ „შენიშვნა ტემპერატურის შესახებ, გლობუსი  და სხვა პლანეტები”, სადაც მან დეტალურად აღწერა თავისი იდეები სათბურის ეფექტის მექანიზმისა და დედამიწაზე მისი გამოჩენის მიზეზების შესახებ. თავის კვლევაში ფურიე ეყრდნობოდა არა მხოლოდ საკუთარ ექსპერიმენტებს, არამედ  მ. დე სოსიურის განსჯას. ეს უკანასკნელი ატარებდა ექსპერიმენტებს შიგნიდან გაშავებული, დახურული და მზის ქვეშ მოთავსებული მინის ჭურჭლით. უნდა აღინიშნოს, რომ ჭურჭლის შიგნით ტემპერატურა გაცილებით მაღალი იყო, ვიდრე გარეთ ატმოსფეროში.

           კლიმატის ცვლილებების ანთროპოგენური მიზეზები    

   ბოლო  ასწლეულში   დედამიწაზე კლიმატი საგრძნობლად იცვლება:   ზოგიერთი ქვეყანა განიცდის არანორმალურ სიცხეს, ზოგს ზედმეტად მკაცრი, თოვლიანი ზამთარი და კლიმატური კატაკლიზმები აწუხებს, რაც ამ ადგილებისთვის უჩვეულო და არატრადიციულია.

 დედამიწის საშუალო ტემპერატურის დინამიკა  ინდუსტრიალიზაციის პერიოდში (1)

ეკოლოგები ეყრდნობიან რა   ბოლო ასწლეულის მონაცემებს დედამიწის საშუალო ტემპერატურების ცვლილებების შესახებ (იხილეთ იხილეთ (1) დიაგრამა),  დღეს უკვე აქტიურად საუბრობენ ინდუსტრიალიზაციის პერიოდში მათ აშკარა ზრდაზე  და

თანხმდებიან იმაზე, რომ სწორედ ადამიანის საქმიანობამ, კერძოდ  ნავთობის, გაზის, ნახშირის, ასევე სხვა  წიაღისეულის მოპოვებამ და გადამუშავებამ  გამოიწვია დედამიწის  სათბურის აირების  ატმოსფეროში  უკონტროლო,  ჭარბი გავრცელება და კლიმატის გლობალური დათბობა, მისთვის დამახასიათებელი კატასტროფული მოვლენებით რაც თვალნათლივ ჩანს  მოცემულ დიაგრამებზე (2).  ექსპერტები აღნიშნავენ, რომ მსოფლიო მეტეოროლოგიური ორგანიზაციის მონაცემებით, ბოლო ასწლეულში, განსაკუთრებით ბოლო 50 წლის განმავლობაში, დაფიქსირდა დედამიწის ატმოსფეროში ძირითადი  სათბურის აირების, კერძოდ-ნახშიორორჟანგის, მეთანის, აზოტის ოქსიდის და  სხვა  ემისიების (იხილეთ სურათი 2 ) ყველაზე ძლიერი  ზრდა. კერძოდ მათმა კონცენტრაციამ დედამიწის ატმოსფეროში ყველა დროის მაქსიმუმს მიაღწია. 

სათბურის გაზების გამოყოფის დინამიკა ატმოსფეროში წლების მიხედვით (2)

ჭარბი სათბურის გაზები კი ატმოსფეროში   ერთგვარ ეკრანს ქმნის, ეს ეკრანი კი სათბურის  მინის  მსგავსად ნიადაგის ზედაპირიდან არეკლილი  სითბოს ნაწილს უშვებს კოსმოსში,  ნაწილს კი  დედამიწის ზედაპირისკენ  აბრუნებს   და კიდევ უფრო  ათბობს  ატმოსფეროს. ცხადია, რომ  რაც მეტი სათბურის გაზი  იფრქვევა ატმოსფეროში, მით მეტია ამ ეკრანის სისქე, მით მეტ  სითბოს აბრუნებს იგი დედამიწის ზედაპირზე და ათბობს  მას. შედეგად  ტემპერატურის მატება იწვევს  ყინულების,   მყინვარების ინტენსიურ დნობას, ზღვის დონის აწევას, გაუდაბნოების პროცესების ინტენსიურ განვითარებას, ისეთი ექსტრემალური კლიმატური  კატაკლიზმების  სიხშირის, ასევე სიმძლავრეების   ზრდას, როგორებიცაა ქარიშხალები, სეტყვა, მეწყრები,  ეროზიები და ა.შ.

ეს პროცესები განსაკუთრებით  თვალნათლივ იგრძნობა  სასოფლო-სამეურნეო წარმოებისას,  რომელიც  კლიმატის გლობალური ცვლილების  მიმართ განსაკუთრებით მგრძნობიარე  დარგია.

კლიმატის ცვლილებების გავლენა  სასოფლო-სამეურნეო წარმოებაზე

კლიმატის ცვლილებით გამოწვეული არასასურველი შედეგები უკვე  შემდეგნაირად  აისახა  სოფლის მეურნეობაზე:

იზრდება რეგიონების  საშუალო ტემპერატურები, ფოტოსინთეზური აქტივობის მაჩვენებლები (FAO) და გაუდაბნოების საშიშროება;

მცირდება ნალექების რაოდენობა,  ამასთან გახშირდა  თქეში, წყალმოვარდნები,   ძლიერდება გვალვების ინტენსივობა, მაღალმთიან რეგიონებშიც კი, რაც უარყოფით გავლენას ახდენს მოსავლის ფორმირებაზე;

გვალვისაგან დახეთქილი ნიადაგი ხაშურის მუნიციპალიტეტის სოფელ წრომში

(ფერმერ თემურ ღონღაძის ნაკვეთი 12.10.22.)

 ძლიერდება ქარისმიერი, წყლისმიერი, კომბინირებული  ეროზიული, ასევე მისი თანმხლები პროცესები, მეწყრები, ჩამორეცხვები, გამორეცხვები,  გამოფიტვები, მეორადი დამლაშებები და სხვა კლიმატური კატასტროფები;

იზრდება ტყის ხანძრების სიხშირე;

დიდი მყინვარების ფართობები მცირდება, მცირე მყინვარები ქრება,  შესაბამისად  მცირდება მტკნარი წყლის მარაგები, ნაკადულები, გრუნტის წყლები, მცირე ტბები მდინარეები  და ჭები  შრება, მცირდება ბიომრავალფეროვნება;

იზრდება სათიბ საძოვრების გადაძოვების, დაქვიანების,  დეგრადაციის რისკები;

ვრცელდება  რეგიონებისათვის არატრადიციული, ხშირად უცნობი  მავნებელ-დაავადებები და სარეველები;

დეგრადირდება ნაყოფიერი  მიწები და მიმდინარეობს მათი  პროდუქტიულობის  კლება, რაც  ადიდებს ეკო-სოციალურ მიგრაციებს, საფრთხეს უქმნის  სამუშაო ადგილებს,   სასურსათო უსაფრთხოებას და  წარმოების მდგრადობას;

      სათბურის აირები და სათბურის ეფექტი

სათბურის  ძირითადი  აირებია: წყლის ორთქლი (H₂ O), ნახშირორჟანგი (CO ₂), მეთანი (CH₄),  აზოტის ოქსიდი (N₂O), ოზონი (O₃), ქლორფტორნახშირბადები (CFC), გოგირდის ჰექსაფტორიდი (SF₆), ორგანული ჰალოიდები და სხვა.

წყლის ორთქლი

  წყლის ორთქლი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კლიმატის რეგულირებაში.

მასზე მოდის ჩვენი პლანეტის თერმორეგულაციაზე გავლენის 60%-ზე მეტი.

უნდა აღინიშნოს, რომ  კლიმატის დათბობა იწვევს წყლების ზედაპირიდან, ასევე ნიადაგიდან  ტენის აორთქლების გაზრდას, რაც ლოგიკურად ზრდის სათბურის ეფექტს. კერძოდ, აორთქლებული წყალი ქმნის ღრუბლებს, რომლებიც ნაწილობრივ  ირეკლავს და ჩრდილავს მზის პირდაპირ შუქს და არ უშვებს სითბოს კოსმოსში.

ნახშირორჟანგი

ნახშირორჟანგი ყველაზე მნიშვნელოვანი სათბურის გაზია. ადამიანის საქმიანობამ ინდუსტრიული რევოლუციის დასაწყისიდან (დაახლოებით 1750 წ.) ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის  კონცენტრაცია  თითქმის 50%-ით გაზარდა.

2022 წლის მაისში ნახშირორჟანგის შემცველობამ დედამიწის ატმოსფეროში კიდევ ერთ მაქსიმუმს მიაღწია _ 421 ნაწილს მილიონზე.

 ნახშირორჟანგის გამოყოფის დინამიკა ატმოსფეროში.

დედამიწის ატმოსფეროში CO₂-ის ასეთი მაღალი  კონცენტრაცია მილიონობით წლის განმავლობაში არ მომხდარა, ამტკიცებენ აშშ-ის ოკეანისა და ატმოსფერული ადმინისტრაციის (NOAA) და სკრიპსის ოკეანოგრაფიის ინსტიტუტის კალიფორნიის უნივერსიტეტის მეცნიერები.

წარსულში ატმოსფეროში ამდენი რაოდენობის ნახშირორჟანგის აირი  იყო, მაშინ, როდესაც არქტიკული ტუნდრის ადგილზე ტყე იზრდებოა და ზღვის დონე რამდენიმე მეტრით  (25-30 ) მაღალი იყო, ვიდრე დღეს. ისიც უნდა აღინიშნოს, რომ   ნახშირორჟანგის ასეთი მაღალი კონცენტრაცია  დედამიწაზე  იყო 3 მილიონზე მეტი წლის წინათ.

ნახშირორჟანგი  უმეტეს შემთხვევაში  ატმოსფეროში გამოიყოფა წიაღისეული საწვავის მოპოვებისა და მისი წვის  საშუალებით. შიგაწვის ძრავიანი სატრანსპორტო საშუალებებით მოძრაობისას.  მინის, ცემენტის, ბალახის ფქვილის, კონსერვების, ცხობის  წარმოების პროცესების დროს.

იგი ასევე დაკავშირებულია ტყეების, ქარსაფარი ზოლების  გაკაფვასთან მცენარეული საფარისგან განთავისუფლებასთან, ხვნასთან, ნიადაგების დამუშავებასთან.  როგორც წესი ეს პროცესები  იწვევენ ნიადაგში არსებული დიდი რაოდენობით ნახშირორჟანგის (ჰექტარზე 30-50 ტონა) გამოთავისუფლებას ატმოსფეროში. საყურადღებოა, რომ დიდი რაოდენობით  ნახშირორჟანგის გაზის გამოყოფა დაკაშირებულია პირველ რიგში მეცხოველეობასთან.

ოზონი (O₃)

ოზონი_ ჟანგბადის ალოტროპია, აირი, რომელიც განსაზღვრავს დედამიწის  ატმოსფეროში   მზის რადიაციის  შთანთქმის ხასიათს. ოზონის მოლეკულა ჟანგბადის მოლეკულისგან განსხვავებით 3 ატომს შეიცავს. ამიტომაა რომ იგი ატმოსფეროში ნაკლებადაა და მაღლაა მოქცეული. ოზონის ძირითადი მასა ატმოსფეროში მოთავსებულია ოზონსფეროში — ფენაში, რომელიც განლაგებულია 10-50 კმ სიმაღლეზე. ოზონი  წარმოიქმნება წვიმის და ჭექა-ქუხილის შედეგად.

ატმოსფეროში სიმაღლის მიხედვით მისი განაწილება კარგად აიხსნება ფოტოქიმიური  თეორიით. ოზონი ყველაზე მეტად 2900 A-ზე უფრო მოკლე ტალღის სიგრძის მქონე რადიაციას შთანთქავს, ამიტომ რადიაციის ბიოლოგიურად ყველაზე აქტიური ნაწილი არ აღწევს დედამიწის ზედაპირს. რადიაციის შთანთქმის გამო ოზონის ფენის ტემპერატურა მატულობს, რაც მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ატმოსფეროს სითბურ რეჟიმზე.

აზოტის ოქსიდი (N₂0)

აზოტის ოქსიდი ძირითადათ ნიადაგში ქიმიური სასუქების შეტანის დროს წარმოიქმნება.  შედეგად ამ პროცესის გამო მსოფლიოში  ყოველწლიურად  გამოიყოფა დაახლოებით 1,2 მილიონი ტონა აზოტის ოქსიდი,   გაზი, რომელიც 260-ჯერ უფრო ძლიერია, ვიდრე ნახშირორჟანგი.

ამ გაზების ემისიების შემცირებაში კი  კლიმატგონივრულ ტექნოლოგიებს მნიშვნელოვანი წვლილის შეტანა შეუძლია. ეს კი ძალზედ მნიშვნელოვანია კლიმატის ცვლილებიდან  მოსალოდნელი რისკების, კატასტროფების   შერბილებისა და  პრევენციის  მიზნით.

მეთანი  CH4

მეთანი გარემოზე 20-30 ჯერ უფრო ძლერი  მოქმედების სათბურის გაზია, ვიდრე ნახშირორჟანგი. იგი  უმეტესად  გამოიყოფა ჭარბტენიანი (ჭაობი) ნიადაგების, ნაგავსაყრელებიდან, ზღვებისა  და ოკეანეების ფსკერიდან.

 მეთანის გამოყოფა ძროხის მიერ

სოფლის მეურნეობაში მეთანის წარმოშობის ყველაზე დიდი წყარო მეცხოველეობაა. გამოკვლევებით დამტკიცებულია, რომ ერთი ძროხა დღეში საშუალოდ  300-დან 500 ლიტრამდე მეთანს გამოყოფს.  დედამიწაზე კი ერთი მილიარდ 900 მილიონი ძროხაა. ამგვარად ცხადია, რომ  დაახლოებით 750 მილიარდი ლიტრი მეთანი გამოიყოფა ყოველდღიურად და რომ  თურმე ძროხები მანქანებზე უფრო მეტად  აძლიერებენ სათბურის ეფექტს?

ბიომეთანის შეგროვება საძოვრებზე

ცხოველთა საჭმლის მომნელებელი სისტემის შესწავლამ მეცნიერები იმ დასკვნამდე მიიყვანა, რომ დღეს  ვეტერინარული მედიცინა და ამ დარგში არსებული ინოვაციები საშუალებას იძლევა, რომ მეურნემ  შეაგროვოს გამოყოფილი მეთანი „ძროხის ზურგჩანთებში“ არა მარტო ცხოველთა ბაგური კვების (რაც ძალზედ მარტივია),  არამედ საძოვრული შენახვის პირობებშიც და კაცობრიობის საკეთილდღეოდ გამოიყენოს ეს სახიფათო მოვლენა. ამასთან  ისინი აღნიშნავენ, რომ მეცხოველეობაში ახალი პროდუქტის მეთანის წარმოებას აქვს არა მარტო გარემოს დაცვითი შედეგი სათბურის გაზების ემისიების შემცირების საქმეში, არამედ  მას აქვს დიდი ბიოეკონომიკური ეფექტი განახლებადი ბიოსაწვავის  მოპოვების, გამოყენების და ამ პროდუქტით წიაღისეული საწვავის ჩანაცვლების  მიზნით.

 

სტუს მთის მდგრადი განვითარების ფაკულტეტის პროფესორები:

ნოე ხოზრევანიძე,

კობა კობალაძე,

ნანა ახალაია