Изолированные от поверхностных погодных условий и стихийных бедствий, горнодобывающие тоннели могут дать сельскохозяйственные преимущества в условиях изменения климата, отмечают учёные.

Китайские учёные предложили развить «подземное сельское хозяйство» в заброшенных угольных шахтах в рамках усилий по созданию зелёной циркулярной экономики для огромной горнодобывающей промышленности страны.

Группа исследователей из Шаньси, крупной угольной провинции центрального Китая, описала эту идею в конце прошлого месяца в журнале China Mining Magazine. 

По оценкам, к 2030 году в Китае будет закрыто около 15 000 заброшенных шахт. Изолированные от поверхностных погодных условий и стихийных бедствий, эти подземные пространства обладают уникальными преимуществами.

Исследователи, работающие в Центре экологичного и высокоэффективного развития угольных ресурсов провинции Шаньси, предложили использовать существующие тоннели, электросети, вентиляционные системы и подземные воды на этих шахтах для поддержки сельского хозяйства.

«С усиливанием изменения климата во всём мире стабильность и устойчивость традиционных земельных сельскохозяйственных систем сталкиваются с серьёзными трудностями», — написали они, добавив, что развитие «фермерства в закрытой среде» имеет большую практическую пользу. 

В статье оценивается, могут ли ключевые факторы — включая свет, температуру и воду — поддерживать эти сельскохозяйственные операции.

Хотя бывшие шахты не имеют естественного солнечного света, их просторное пространство и надёжная энергетическая инфраструктура позволят устанавливать и калибровать искусственное освещение, согласно газете. Подземные температуры также в значительной степени невосприимчивы к сезонным колебаниям.

Геотермальная энергия может обеспечить устойчивый источник тепла для сельскохозяйственных культур, значительно сократив выбросы парниковых газов, добавили исследователи.

Преобразование выведенных из эксплуатации шахт в сельскохозяйственные земли также может помочь в очистке и использовании загрязнённой шахтной воды.

 

Предлагаемая подземная система земледелия использует разную глубину шахт для оптимизации условий выращивания различных культур. Фото: China Mining Magazine

После закрытия шахты остаточные загрязнители, такие как смазочные масла и гидравлические жидкости, становятся потенциальной угрозой загрязнения. Они могут распространяться через геологические разломы, трещины и плохо запечатанные скважины, что в конечном итоге угрожает поверхностным водоёмам.

Авторы отметили, что создание подземных сельскохозяйственных лабораторий может «косвенно способствовать исследованиям, очистке и использованию шахтной воды». 

Например, шахтная вода, содержащая высокие концентрации сульфатов и ионов тяжёлых металлов, может подвергаться обработке — таким как адсорбция и разделение мембран — перед использованием для орошения кислотостойких культур, таких как рапс и чайные растения.

Исследователи подчеркнули, что главной целью было не крупномасштабное производство сельскохозяйственных культур, а создание «экспериментальной платформы сельскохозяйственной инженерии».

Это позволило бы учёным изучать поведение ключевых экологических факторов — света, тепла, воды, воздуха и углерода — глубоко под землёй, а также решать проблемы выращивания.

Исследования могут в конечном итоге поддержать исследование глубокого космоса, заложив основу для стабильного производства пищи и поддержания экосистем в внеземной среде.

С 2010 по 2019 год Китай закрыл около 12 000 заброшенных шахт. По мере вывода из эксплуатации большего количества объектов объём используемого подземного пространства, по прогнозам, достигнет около 7,2 миллиарда кубических метров (254 миллиарда кубических футов) к 2030 году. 

Аналогичные научные испытания уже проводятся на подземных объектах в Китае и Великобритании.

В Дайе, городе уездного уровня в провинции Хубэй, исследователи, работающие на глубине 245 метров (804 фута) внутри заброшенной медной шахты, выращивают салат-масло с помощью искусственного освещения, интеллектуальных систем выращивания и низкоуглеродной энергии, согласно китайским СМИ.

Тем временем в Великобритании исследователи из Северного Йоркшира основали самую глубокую в мире подземную ферму более чем на 1000 метров под поверхностью. Они проводят испытания проекта, который «может трансформировать производство продуктов питания в Великобритании», согласно отчету The Guardian в прошлом месяце.

Это предприятие размещается в научном центре на действующей шахте, которая производит полигалит — минерал, используемый как сельскохозяйственное удобрение.

Эта концепция набирает популярность уже много лет.

Ещё в 2018 году Саффа Риффат, президент Всемирного общества устойчивых энергетических технологий, выступал за подземное земледелие в старых угольных шахтах как экономически эффективный способ удовлетворения растущего мирового спроса на продовольствие. 

Идея получила поддержку некоторых британских владельцев шахт, а китайское правительство также проявило интерес, согласно сообщению BBC того времени.