Gaz łupkowy – przemilczany problem

Jakiś czas temu w mediach pojawiły się informacje, że Polska posiada ogromne złoża gazu ziemnego w postaci tzw. gazu łupkowego. Jest to krzepiąca wiadomość w świetle ciągłych problemów z rosyjskim kurkiem gazowym. W życiu istnieje jednak zasada, że nie ma nic za darmo i jak coś wygląda zbyt pięknie, żeby było prawdziwe, to takie właśnie jest.
Istnieje pewna kwestia, która wydaje się być pomijana zarówno przez dziennikarzy, jak i polityków, którzy już liczą dochody i dzielą nieistniejące zyski. Chodzi o metodę wydobywania gazu łupkowego. W artykule zamieszczonym w Polityce z 24 Maja 2010 r. znajduje się dość przejrzysty opis technologii wydobycia gazu łupkowego, jak również problemów z nią związanych.
Aby gaz mógł wydostać się ze złoża, należy wytworzyć sieć szczelin wokół odwiertu, które umożliwiają swobodny przepływ gazu uwięzionego w skale. Szczeliny powstają na skutek pompowania pod ciśnieniem płynu ułatwiającego kruszenie skały. Proces ten nazywa się hydraulicznym kruszeniem (ang. hydraulic fracturing lub hydraulic fracking). Płyn wpompowywany do złoża, to głównie woda i piasek, który ma zapobiegać zamykaniu się szczelin. Dodatkowo może on zawierać benzynę, naftę oraz inne rozpuszczalniki i związki organiczne – benzen, toluen, formaldehyd (podaję za Wikipedią).
Niestety proces kruszenia nie jest pozbawiony negatywnych konsekwencji – i właśnie one stanowią poważny argument za trzeźwym i spokojnym przyjrzeniem się bilansowi zysków i strat związanych z wydobywaniem gazu łupkowego. W USA doszło do kilku wypadków, kiedy płyn kruszący wydostał się na powierzchnię i został rozpylony w okolicy odwiertu. W dodatku zdarzały się przypadki, że płyn kruszący, jak również gaz i związki organiczne uwolnione ze złoża, przedostawały się do wody pitnej. Opisywane są przypadki wody z kranu płonącej pod wpływem zawartego w nim gazu ziemnego – polecam fragment wywiadu z reżyserem filmu „Gasland” (6 minuta, 45 sekunda).
Oczywiście należy podejść do tych opowieści ze zdrową dozą sceptycyzmu. Mieszkańcy obszarów, na których wprowadzane są nowe techniczne rozwiązania często wyolbrzymiają problemy zdrowotne lub szukają nieistniejących korelacji. Przypadki takie towarzyszyły budowie kolei („Krowy nie dają mleka.”) i linii wysokiego napięcia („Dzieci chorują na białaczkę.”), wprowadzaniu telefonów komórkowych („Nowotwory mózgu.”). Często wnikliwe badania naukowe dowodzą, że strach bywa nieuzasadniony lub że obserwowane efekty bliskie są błędowi pomiaru.
Niestety, w kwestii wydobycia gazu łupkowego sytuację komplikuje kwestia „bezpieczeństwa energetycznego”. Dotyczy to zarówno Polski, USA i – jak sądzę – wielu innych krajów. W Stanach Zjednocznych w trosce o alternatywne źródła paliw kopalnych wprowadzono program, który firmy wydobywcze stosujące kruszenie hydrauliczne zwalnia z obowiązku przestrzegania przepisów o ochronie wody pitnej. Obawiam się, że podobna sytuacja może mieć miejsce w Polsce. Nie chcę wywoływać paniki, ani nieufności wobec motywów koncernów gazowych czy rządów, ale uważam, że ewentualne odwierty powinny być ściśle monitorowane pod względem możliwego skażenia wody pitnej.
Na szczęście są powody do optymizmu – w kongresie amerykańskim powstaje nowa ustawa mająca regulować kruszenie hydrauliczne, a szum medialny w mediach amerykańskich powinien skierować uwagę naukowców na problemy zdrowotne opisywane przez mieszkańców terenów, gdzie wydobywa się gaz tą metodą.
Na zakończenie chciałbym polecić źródła, które posłużyły mi do napisania tego artykułu:
* Fracking na Wikipedii.
* Wywiad z Joshem Foxem, autorem filmu dokumentalnego „Gasland” z telewizji HBO w audycji „Science Friday” radia NPR. Samego filmu niestety nie widziałem.
* Wywiad ze zwolennikami i oponentami wydobywania gazu łupkowego w audycji „Science Friday” radia NPR.
* Kolejny wywiad z twórcą „Gasland” - tym razem ze scenami z filmu.

Mój pierwszy obwód!

Kilka miesięcy temu zainteresowałem się elektroniką. Zastanawiam się jak do tego doszło. Właściwie dość już mam różnych hobby, żeby pakować się w kolejne. Z drugiej strony nie lubię uczucia, że czegoś nie wiem. Niektórym to przeszkadza, ale mnie świadomość, że tak ważny dział współczesnej techniki pozostaje dla mnie niezrozumiały, irytuje mnie niepomiernie. Nie jestem inżynierem i przyznaję, że matematyka i fizyka zawsze sprawiały mi problemy. Na szczęście szkoła/studia się skończyły i nie muszę się martwić, że dostanę pałę, albo zepsuję sobie średnią. Teraz sam wybieram, czego chcę się uczyć.

Kolejnym powodem są moje zainteresowania zawodowe. Jako biolog zajmuję się sygnalizacją komórkową - mechanizmami odpowiedzialnymi za regulację procesów komórkowych na wydarzenia zachodzące w środowisku, a także wynikające ze statusu komórki i programu rozwojowego. Ta dziedzina biologii molekularnej zawsze mnie fascynowała i, choć jest niezwykle trudna, to trudno mi sobie wyobrazić bym zajmował się czymś innym w biologii. Oczywiście, choć "wetware" - białka i niskocząsteczkowe substancje sygnałowe to dziedzina odległa od elektroniki, ale nietrudno dostrzec podobieństwa. Im dłużej studiuję tą dziedzinę, tym bardziej dochodzę do wniosku, że poznanie elektroniki, pomoże mi w lepszym zrozumieniu sygnalizacji komórkowej.
W komórce ma miejsce recepcja sygnału (sensory), amplifikacja (kinazy), integracja sygnału (crosstalking), sprzężenie zwrotne itd. Pamiętam że kiedyś czytałem pracę naukową, w której autorzy rozrysowywali szlaki sygnałowe rysując bramki logiczne. Wydaje mi się, że czas poświęcony na nauczenie się podstaw elektroniki, nie będzie czasem straconym.
Nie muszę chyba przekonywać nikogo, że internet jest wspaniałym źródłem wiedzy, także o elektronice. Do tego komponenty są raczej tanie. Nic, tylko brać się do roboty...
Wideo powyżej przedstawia mój pierwszy obwód - zbudowany na bazie timera 555 migacz. Ze wstydem przyznam, że składałem go kilka razy, zanim w końcu zadziałał.

Buzz Aldrin

Właśnie skończyłem słuchać podcastu „Futures in Biotech” ze strony TWIT, w którym występował dr Buzz Aldrin, znany wszystkim członek załogi Apollo 11, który jako drugi, po Neilu Armstrongu, człowiek stanął na powierzchni srebrnego globu. Nie wiem, jak to się stało, że w poświęconej biologii audycji wystąpił były astronauta, ale to kolejny powód, dla którego uważam, że podkasty to wspaniałe medium dla ludzi zainteresowanych nauką i techniką, zawsze można trafić na perełkę..

Wracając jednak do Adrina. Słuchanie, tego ponad siedemdziesięcioletniego inżyniera, pilota wojskowego i astronauty to wspaniałe uczucie. Niesamowita wiedza człowieka, który na wylot zna jedno z największych dokonań ludzkości, robi przygniatające wrażenie. Przyznam, że trzeba się orientować nieco w eksploracji kosmosu i historii tejże, bo Aldrin nie stroni od szczegółów technicznych, ale myślę, że naprawdę warto wysilić trochę swe szare komórki. Myślę, że to kolejna zaleta podkastów. Występujący w nich ludzie nie muszą upraszczać nadmiernie prezentowanych zagadnień, aby wcale trafić do szerokiego grona odbiorców, mogą sobie pozwolić na większą szczegółowość i wgryźć się w temat.

Co ciekawe Aldrin nie jest w cale starym „piernikiem”, który wspomina czasy minionej chwały. Sporo czasu poświęca na swoją obecną działalność popularyzatora badań kosmicznych. Bardzo interesująca są jego pomysły dotyczące m. in. zbierania funduszy poprzez loterię, w której nagrodą jest lot słynną rzygającą kometą , samolotem, który w locie nurkowym, przez kilkadziesiąt sekund panują warunki mikrograwitacji. Opowiada również szeroko, o nowych statkach kosmicznych, które mają zastąpić starzejące się promy kosmiczne – Orionach, które do złudzenia przypominają rozwiązania stosowane w misjach Apollo.

Aldrin z dużą energią wspiera ideę załogowej misji na Marsa. Jego wywody w dużej mierze przypominają mi koncepcje prezentowane przez Roberta Zubrina w książce „Czas Marsa”. Aldrin duży nacisk kładzie na czas trwania misji. Astronauci powinni spędzić na powierzchnii planety 5-7 lat, żeby misja miała sens. Stanowi to oczywiście gigantyczne wyzwanie, ale potrzeba nam takich śmiałych wizji. A wobec tak ekscytujących wiadomości, jak znalezienie prawdopodobnie aktywnego, młodego lodowca na powierzchni Czerwonej Planety, trudno zachować kamienny spokój.

Spotykam się z wieloma argumentami przeciw eksploracji kosmosu, postać Aldrina przekonuje mnie jednak, że nie powinniśmy się poddawać. Potrzebujemy śmiałych wizji i wielkich odkryć, aby ludzkość nie popadła w marazm, poza tym, jako biolog, uważam, że jedną z najważniejszych kwestii, które musimy rozwiązać, jest pytanie, czy gdzieś poza Ziemią rozwinęło się życie?

Jeszcze raz, gorąco polecam „Futures in Biotech”.

Symbiotyczna planeta - recenzja

Powszechność symbiozy w ekosystemach jest faktem, z którego nawet biolodzy nie zdają sobie do końca sprawy. Książka Lynn Margulis jest entuzjastycznym peanem na cześć symbiozy, która jest nie tylko niezbędnym elementem życia na ziemi, ale również istotnym czynnikiem kształtującym ewolucję życia na Ziemi.

„Symbiotyczna planeta” jest interesująca również jako materiał dla filozofa nauki. Autorka książki, jest, według mnie, na czele naukowej rewolucji grożącej staremu paradygmatowi. Teoria ewolucji jako akumulacji mutacji prowadzących w konsekwencji do tworzenia nowych form życia cierpi z powodu nieustannych ataków fundamentalistów chrześcijańskich, którzy pod pozorem naukowości próbują zaprzeczać i dyskwalifikować ewolucję jako fakt naukowy. Jednym z koronnych argumentów mających, jakoby obalić ewolucjonizm, jest tzw. nieredukowalna złożoność. Przedstawiona przez Margulis teoria seryjnej endosymbiozy (ang. serial endosymbiosis theory – SET), w jej skrajnej wersji, jest odważną, ale niezmiernie elegancką próbą wyjaśnienia różnorodności życia na Ziemi. Według tej teorii linie rozwojowe, nie tylko rozchodzą się od siebie w skutek mutacji, ale schodzą na skutek symbiozy. Powszechnie znanymi i akceptowanymi przykładami takiego właśnie zlania się linii rozwojowych jest powstanie oddychających tlenem Eukaryota poprzez symbiozę z bakteriami tlenowymi, które przekształciły się w mitochondria oraz fotosyntetycznych Eukaryota, które powstały poprzez inkorporację sinic. Margulis posuwa się o krok dalej prezentując koncepcję, według której, wici powstały w skutek symbiozy organizmów jednokomórkowych z krętkami Spirocheta.
Ze zrozumiałych względów ta ostatnia hipoteza spotkała się oporem środowisk akademickich. Margulis co rusz krytykuje stare dogmaty dotyczące ewolucji i systematyki. Prezentuje przy tym ciekawą analizę przyczyn, które leżą u podstaw problemów współczesnej biologii. Według niej karygodnym błędem jest stosunek większości naukowców do bakterii, które są postrzegane jedynie jako źródło chorób. Jeszcze poważniejszym zaniedbaniem jest ignorowanie pierwotniaków, dla których Margulis proponuje nazwę protoktisty. Biolodzy i, co ważniejsze, ewolucjoniści odcinają się nieświadomie od podstawowego źródła wiedzy o bioróżnorodności i ewolucji, jaką jest analiza tych organizmów.

Kolejnym zagadnieniem jaki omawia autorka „Symbiotycznej Planety” jest biogeneza. Jest ona zdecydowanym krytykiem teorii panspermii, słusznie zwracając uwagę na fakt, że odsuwa ona jedynie ten problem poza Ziemię nie starając się wyjaśnić jak życie mogło powstać. W dodatku panspermia może być odebrana jako odwołanie się do siły wyższej, co jest niedopuszczalne dla nauki. Autorka przedstawia znane powszechnie eksperymenty Millera – tworzenie skomplikowanych związków organicznych w pierwotnej atmosferze ziemi, reakcję Biełusowa-Żabotyńskiego , jako przykład reakcji samo podtrzymującej, autokatalityczne własności RNA, a także doświadczenia nad liposomami - sferami składającymi się z fosfolipidów, które są podstawowymi składnikami błon biologicznych. Definitywna odpowiedź na pytanie jak powstało życie pozostanie za pewne jeszcze długi czas niedostępna, ale jest to jedno z najbardziej interesujących zagadnień współczesnej biologii.

Margulis przedstawia symbiotyczną hipotezę powstania płci, jako reakcji obronnej prokariotów na warunki długotrwałego stresu. Według niej u podstaw płci mógł leżeć kanibalizm. Zestresowane, głodzone komórki pierwotniaków atakują często inne osobniki tego samego gatunku. Czasem atak jest nieudany i kończy się połączeniem jąder komórkowych kanibala i jego ofiary. Takie podwojone, diploidalne komórki dzielą się ponownie dopiero po ustaniu czynnika stresowego. Nietrudno sobie wyobrazić, że takie właśnie zdarzenie mogło dać podstawę powstaniu płci.

Kolejnym zagadnieniem poruszanym w książce jest kolonizacja lądów, przez powstałe w morzach, życie. Było to możliwe dzięki ścisłej kooperacji glonów i grzybów. Jako przykład Margulis przedstawia porosty, które rosną pod warstwą śniegu, przerastając leżące pod śniegiem skały na głębokość kilku milimetrów. Rok po roku ich wzrost powoduje erozję skały stwarzając warunki wzrostu dla innych organizmów. Mikoryza – symbiotyczny związek roślin i grzybów, który ułatwia roślinie pobieranie wody w zamian za związki organiczne, jest niezbędna dla życia większości gatunków roślin na Ziemi. Poruszone w tym rozdziale problemy łączą się bezpośrednio z kolejnym rozdziałem, poświęconym koncepcji Gai. Autorka stara się w nim zwalczyć mistykę jaką jest otoczona, stworzona przez Jamesa Lovelocka, hipoteza.

W swojej istocie hipoteza Gai oznacza, że Ziemia, na skutek istnienia żywych organizmów, stała się samoregulującym układem, czego doskonałym przykładem jest fakt istnienia tak dużej ilości tlenu i metanu w atmosferze. Wracając zaś do mikoryzy. Jest ona w dużej części odpowiedzialna za obieg wody. Korzenie drzew, wespół z grzybowymi partnerami, zatrzymują w glebie ogromną ilość wody.

Margulis przedstawia niezwykle optymistyczną wizję życia na Ziemi. Jest nie tylko daleka od charakterystycznego ewolucjonistom fatalizmu - „Natura czerwona w kły i pazury”; ale również krytykujących cywilizację fanatycznych obrońców przyrody. Według autorki życie na Ziemi jest bezpieczne. Ludzkość, zadufana w sobie, jest zbyt słaba, żeby mu zaszkodzić. Czy jednak jesteśmy w stanie obronić się przed samymi sobą jest całkiem inną kwestą. Za najlepszą ilustrację niech posłuży ten oto cytat: „Słyszę docierające ze wszystkich stron głosy obrońców naszych braci mniejszych – Dałem sobie świetnie radę zanim cię spotkałem, dam sobie radzę i teraz”.
Muszę powiedzieć, że jest to dla mnie książka porównywalna ze słynnym "Samolubnym Genem", który sprawił, że biologia stała się dla mnie nauką fascynującą i na nowo rozpaliła we mnie pasję. Czuję się podobnie teraz, po przeczytaniu dzieła prof. Margulis. "Symbiotyczna Planeta" wychodzi poza obecne horyzonty nauki, rysuje nowe mapy nauki i inspiruje do spojrzenia na dotychczasowe dogmaty w sposób bardziej krytyczny.  Mam w obowiązku nadmienić, że nie jest to jednak publikacja naukowa. Nieobeznany czytelnik mógłby odnieść takie wrażenie, dlatego podkreślam, że należy do wizji prof. Margulis podejść z dozą sceptycyzmu. Wszak łatwo zbłądzić na niezbadanym terytorium. Z drugiej strony odważni odkrywcy, nierzadko ryzykując kpiny i 
utratę reputacji, nie raz udowadniają, że nasze zrozumienie świata jest niepełne, 
i tworzą lepsze modele rzeczywistości. Chciałbym gorąco polecić "Symbiotyczną Planetę" zarówno biologom, jak również zwykłym ludziom, którzy interesują się 
nauką. Jest to porywająca książka, stanowiąca fascynujący obraz pasji naukowej 
oraz ilustrująca w doskonały sposób jak funkcjonuje nauka. Serdecznie polecam.

2. Dopiski

• Przykład specjacji – doświadczenie z różnicowaniem się muszek owocowych hodowanych w dwóch różnych temperaturach (T. Dobzhansky ).

• Lynn Margulis „Symbiotyczna Planeta”, Wydawnictwo CiS, Warszawa 2000.

1