Горы покрывают 25% земной поверхности, а ручьи, дренирующие эти горы, составляют более трети мирового стока. Но роль, которую играют горные потоки в глобальных потоках углерода, еще не оценена; до сих пор ученые сосредоточивались в основном на ручьях и реках в низкогорных тропических и бореальных регионах.
Аса Хоргби, аспирант Лаборатории исследований биопленок и экосистем EPFL (SBER), вместе с группой международных ученых провела первое крупномасштабное исследование CO2выбросы горных рек и их роль в глобальных потоках углерода. Они обнаружили, что эти потоки имеют более высокий средний уровень выбросов CO2 на квадратный метр, чем потоки на более низких высотах, отчасти из-за дополнительной турбулентности, вызванной тем, что вода стекает по горным склонам. Таким образом, несмотря на то, что эти потоки составляют всего 5% глобальной поверхности речных сетей, на них, вероятно, приходится от 10% до 30% выбросов CO2 из этих сетей. Выводы ученых были опубликованы сегодня в Nature Communications.
Разработка новой модели
Исследовательская группа опиралась на исследование, опубликованное в феврале этого года в журнале Nature Geosences, которое показало, что скорость газообмена на границе раздела воздух-вода в горных ручьях происходит в 100 раз быстрее, чем считалось ранее. Начав с горных ручьев в кантоне Вале, исследователи EPFL смогли улучшить метод расчета, который до этого был стандартным.
В своем новом исследовании ученые собрали большие экологические данные о ручьях, истощающих основные горные хребты мира, уделяя особое внимание их гидрологическим и геоморфологическим свойствам, а также содержанию органического углерода в почве на водосборных бассейнах. Затем они использовали эти большие данные для разработки модели для оценки естественных выбросов CO2 из более чем 1,8 миллиона горных рек по всему миру.
Выяснение источника CO2
"Уже несколько лет нам известно, что пресноводные экосистемы выделяют примерно такое же количество CO2, которое поглощает океан, но мы никогда раньше не проводили тщательных исследований роли бесчисленных горных ручьев для глобальных потоков CO2. До сих пор они были аква инкогнита», - говорит Том Бэттин, глава SBER и соавтор статьи. «Но наши последние результаты теперь открывают захватывающие новые направления исследований, например, чтобы лучше понять, откуда берется весь этот CO2 и как мы можем более точно учитывать альпийские регионы мира в наших оценках. глобального углеродного цикла."
Выводы ученых, похоже, указывают на то, что CO2 поступает из геологических источников, учитывая, что карбонатные породы преобладают в геологии во многих регионах мира. Эти породы образовались из «скелетных» компонентов морских микроорганизмов, живших миллионы лет назад, когда Земля была в значительной степени покрыта океанами.
Шаг вперед
Хотя эти выводы знаменуют собой важный шаг вперед, остаются многочисленные неопределенности. По словам Баттина, необходимы дополнительные измерения в горных реках по всему миру, чтобы лучше ограничить неопределенность. Кроме того, долгосрочный мониторинг потоков углерода в горных ручьях имеет решающее значение для понимания того, как изменение климата влияет на их биогеохимию. «Мы только начинаем открывать для себя роль горных ручьев в глобальном углеродном цикле», - говорит Баттин. «Это захватывающие времена для наук об окружающей среде».