Когда арктическая вечная мерзлота оттаивает, парниковые газы выбрасываются в атмосферу, но, согласно новому исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского университета в Ирвине, большая часть углерода, выбрасываемого в настоящее время из озер на севере Аляски, является относительно молодой..
«Это открытие имеет решающее значение, потому что большая часть биомассы, хранящейся под землей в Арктике, является древней, восходящей к эпохе плейстоцена, которая закончилась более 11 500 лет назад», - сказала Клаудия Чимчик, доцент UCI. Науки о системе Земли, который руководил исследованием, опубликованным на этой неделе в журнале Nature Climate Change.«Когда большая часть этого очень старого углерода будет переработана и высвобождена, мы увидим огромное чистое увеличение выбросов газов, которые усугубляют глобальное потепление».
Но исследователи, использующие методы датирования по углероду-14, определили, что углерод, выделяемый этими арктическими озерами, накапливался в последние десятилетия и столетия, а не в течение нескольких тысячелетий, а это означает, что воздействие на климат будет меньше.
«Эти молодые пулы углерода, скорее всего, включают сравнительно свежие продукты фотосинтеза, смытые в озера из окружающих их водоразделов, органический материал из водных растений и фитопланктона или растворенный в воде неорганический углерод», - сказал ведущий автор Клейтон Элдер, научный сотрудник. в Лаборатории реактивного движения НАСА, который был доктором философии. студент UCI во время этого проекта.
Исследовательская группа исследовала разнообразные озера на участке площадью 96 500 квадратных миль Северного склона Аляски, площадь которого больше, чем штат Орегон. Они брали пробы как зимой, так и летом в 2013 и 2014 годах.
Изучая озера в большом регионе, ученые смогли проиллюстрировать влияние физической среды на модели выбросов углерода. Свою роль играют различия в текстуре отложений вечной мерзлоты, окружающей озера; более мелкие частицы могут поглощать больше углерода в течение более длительных периодов времени, чем более песчаные почвы. Оттаивание более тонких отложений может также привести к высвобождению большего количества питательных веществ, которые стимулируют микробное разложение органического материала, выбрасывая больше парниковых газов.
Другой ключевой вывод заключается в том, что почти все парниковые газы, выбрасываемые из исследованных водоемов, были в форме двуокиси углерода (CO2), а не метана (CH 4). CO2 примерно в 30 раз менее эффективен в улавливании солнечного тепла, чем CH4 Элдер сказал, что то немногое количество древнего углерода, которое выбрасывается из озер Аляски, составляет также в основном CO2 вместо CH4
"Это означает, что большая часть CH4, образующегося в озерных отложениях, окисляется до CO2 в толще воды перед выбросов в атмосферу", - сказал он.«Ледяной покров, который чувствителен к климату, особенно важен для преобразования потенциальных выбросов CH4 в менее опасные выбросы CO2, поскольку он препятствует выбросам и делает CH4 уязвимым в течение более длительных периодов времени для окисляющих микробов, живущих в толще воды. Если мы будем терять все больше и больше льда в будущем из-за потепления, может быть выброшено больше углерода как CH4"
Другие исследования показали, что, хотя метан из древних углеродных резервуаров высвобождается в придонные воды Северного Ледовитого океана у побережья Аляски, лишь небольшие количества фактически достигают поверхности. Это говорит о том, что окисление в водной толще является сильным средством контроля над выбросами древнего углерода в атмосферу в качестве мощного парникового газа CH4
Элдер назвал это исследование первым для арктических озер. «Наша цель состояла в том, чтобы измерить выбросы парниковых газов в соответствующих масштабах пространства и времени, поэтому наш набор данных представляет собой важную основу, которую будущие исследования могут использовать для целей сравнения», - сказал он.«В прошлом эти чувствительные среды были недостаточно изучены, особенно с учетом их потенциального воздействия на глобальный климат».
Проект был поддержан UCI, Фондом Хеллмана и Национальным научным фондом. В число соавторов входят исследователи из Северо-Западного университета, Мичиганского технологического университета, Университета Цинциннати, Университета Аляски, Центра прибрежных и морских исследований Вудс-Хоул Геологической службы США и Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета.