Взаимосвязь между потеплением климата и ускоренным высвобождением углерода, в настоящее время вмороженного в вечную мерзлоту вокруг Арктики, является одной из самых серьезных проблем в современных исследованиях климата. В исследовании, опубликованном на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences группой исследователей во главе со Стокгольмским университетом, использовалось радиоуглеродное датирование углерода в четырех крупных сибирско-арктических реках, чтобы точно определить закономерности выброса старого углерода из вечной мерзлоты на севере Евразии.
Арктическая вечная мерзлота и торфяники представляют собой замороженные гиганты глобального углеродного цикла. В верхних нескольких метрах арктическая вечная мерзлота хранит почти в два раза больше углерода, чем атмосферный CO2, и более чем в 200 раз больше, чем атмосферный метан. Большое количество спящего в настоящее время углерода вечной мерзлоты может все больше оттаивать и мобилизоваться по мере прогрессирования потепления климата, а затем может поставлять в атмосферу дополнительный CO2 и метан, чтобы ускорить потепление климата. Эту обратную связь между климатом и углеродом трудно оценить, поскольку таяние вечной мерзлоты сильно различается по всей Арктике, а данные из отдаленных районов ограничены. Новое исследование представляет собой новый угол, используя радиоуглеродный сигнал крупных рек, чтобы понять таяние вечной мерзлоты и мобилизацию углерода в их водосборах.
«Реки переносят углерод из разных источников в свои водосборы, в том числе углерод, мобилизованный в результате таяния вечной мерзлоты или обрушения торфа, а также углерод с поверхности почвы. Радиоуглеродное датирование помогает нам различать углерод из этих разных источников», - говорит Биргит Уайлд., исследователь Стокгольмского университета и ведущий автор исследования.
Старый углерод, который сохранялся в глубокой вечной мерзлоте или торфяных отложениях в течение тысяч лет, таким образом, содержит меньше радиоуглерода, чем современный углерод на поверхности почвы. Группа исследователей рассчитала поток углерода вечной мерзлоты и торфа в крупных сибирских реках Обь, Енисей, Лена и Колыма, объединив базу данных радиоуглерода в различных отложениях с мониторингом радиоуглерода в реках за десять лет и все сезоны.
Исследование показывает, что углерод вечной мерзлоты и торфа составляет лишь 12% растворенного органического углерода в этих реках, но более половины твердого органического углерода. Сезонные различия свидетельствуют о том, что постепенное таяние сезонномерзлого деятельного слоя и поверхностной вечной мерзлоты является основным источником углерода из вечной мерзлоты и торфа в растворенной форме, тогда как дисперсная форма в значительной степени возникает в результате обрушения более глубоких отложений, которые сформировались. тысячи лет назад. Различия в относительном количестве растворенного углерода по сравнению с частицами вечной мерзлоты и торфяного углерода между реками соответствовали различиям в типе и протяженности вечной мерзлоты в их бассейнах.
«Радиоуглеродный сигнал особенно твердых частиц органического углерода в реках может стать чувствительным инструментом для мониторинга выбросов углерода в результате таяния вечной мерзлоты в ближайшие десятилетия», - добавляет Орьян Густафссон, профессор Стокгольмского университета и руководитель группы.