Исследование, опубликованное в журнале Global Biogeochemical Cycles, выявило тревожную тенденцию: повышение температур в Арктике вызывает выделение парниковых газов из вечной мерзлоты. Эти древние замороженные почвы, протянувшиеся от Аляски до Сибири, содержат в два раза больше углерода, чем в атмосфере. По оценкам, речь идет о сотнях миллиардов тонн углерода, которые оставались запертыми в почвах на протяжении веков. Однако таяние вечной мерзлоты теперь приводит к высвобождению углерода в виде углекислого газа и метана.
Метан как ключевой фактор
Международная группа ученых, возглавляемая исследователями Стокгольмского университета, пришла к выводу, что Арктика стала чистым источником выбросов парниковых газов, среди которых значительное место занимает метан. Этот газ, несмотря на его сравнительно короткий срок нахождения в атмосфере, обладает способностью удерживать гораздо больше тепла на молекулу, чем углекислый газ. По этой причине метан стал важным фактором ускорения глобального потепления.
Абхишек Чаттерджи, ученый из Лаборатории реактивного движения NASA, объясняет:
«Вечная мерзлота аккумулировала углерод на протяжении десятков тысяч лет. Однако изменение климата нарушило этот баланс, превратив её в чистый источник парниковых газов».
Что представляет собой вечная мерзлота?
Вечная мерзлота — это почвы, которые оставались в замороженном состоянии от нескольких тысяч до сотен тысяч лет. Эти слои включают в себя большое количество органических остатков растений и животных. При оттаивании и разложении почвы начинают выделяться парниковые газы, поскольку микроорганизмы перерабатывают органический углерод, высвобождая его в атмосферу.
Даже незначительное количество углерода, высвобожденное из вечной мерзлоты, может существенно повлиять на климат. Арктические температуры уже растут в 2–4 раза быстрее, чем в среднем по миру. Ученые активно изучают, как это ускоренное таяние влияет на роль региона — от поглотителя углекислого газа он постепенно становится источником глобального потепления.
Методы мониторинга выбросов
Для отслеживания выбросов исследователи используют наземные приборы, авиационные наблюдения и спутниковые технологии. Например, проект NASA под названием Эксперимент по исследованию уязвимости арктической и бореальной экосистемы (ABoVE) охватывает территорию Аляски и западной Канады. Однако исследование выбросов в отдаленных северных районах сталкивается с серьезными трудностями из-за огромных масштабов региона и его экологического разнообразия, включающего леса, тундру и водоемы.
Изучение концентрации газов
Авторы исследования проанализировали выбросы трех основных парниковых газов — углекислого газа, метана и закиси азота — на площади 18 млн км² вечной мерзлоты за период с 2000 по 2020 годы. Результаты показали, что леса в этом регионе поглощают больше углекислого газа, чем выделяют. Однако это поглощение компенсируется выбросами, связанными с озерами, реками и пожарами, уничтожающими леса и тундру.
Особую роль в выбросах играет метан, источником которого являются озера и болота. Эти влажные почвы, бедные кислородом и богатые органическими остатками, создают благоприятные условия для микробной активности. По сравнению с углекислым газом, метан способен усилить потепление в краткосрочной перспективе, хотя затем он быстрее разрушается.
Итоги исследований
Данные свидетельствуют о том, что за последние 20 лет общий вклад выбросов парниковых газов из Арктики усиливал глобальное потепление. Однако в 100-летней перспективе выбросы и поглощение углерода в этом регионе могут частично компенсировать друг друга. Основными источниками неопределенности в прогнозах являются такие экстремальные события, как лесные пожары и аномальная жара.
Новые технологии в борьбе с углеродным кризисом
Улавливание углерода из атмосферы уже давно рассматривается как один из методов борьбы с изменением климата. Однако появились и более инновационные подходы. Например, стартап из Исландии предложил удалять углерод из морской воды. Этот метод рассматривается как перспективное дополнение к существующим технологиям.
Заключение
Таяние вечной мерзлоты в Арктике становится серьезной угрозой для глобальной климатической стабильности. Высвобождение метана и углекислого газа из древних почв меняет роль региона, превращая его из «хранилища углерода» в его источник. Для смягчения последствий этих процессов ученым необходимо продолжать исследования и разрабатывать новые методы снижения углеродного следа.