Новое канадское исследование показало, что углерод, выделяемый некоторыми водоемами в высоких широтах Арктики, потенциально может быть скрытым источником выбросов парниковых газов.
В исследовании изучалось, как растворенный органический углерод (DOC), хранящийся в арктической вечной мерзлоте, которая тает ускоренными темпами из-за изменения климата, высвобождается в арктические водоразделы в результате физических нарушений, которые перемещают питательные вещества через пейзаж. Исследователям впервые удалось установить, что химический состав углерода в этих водоемах сильно отличается от состава рек высокой Арктики.
«Эти водоемы в высоких широтах Арктики кажутся очагами деградации DOC», - говорит Мирна Симпсон, профессор экологических наук Университета Скарборо и соавтор исследования.
"Очень мало внимания уделялось тому, что происходит с DOC в этих прудах, разбросанных по всей Арктике, и потенциально он может быть источником выбросов CO2, попадающих в атмосферу с этими возмущениями."
DOC повсюду - его можно найти в озерах, океанах и почве. По сути, это разложившийся растительный или животный материал, который может раствориться при контакте с водой. В высоких широтах Арктики DOC становится мобильным, проникая в водоразделы, что происходит с ускоренной скоростью из-за быстрого таяния вечной мерзлоты и, как следствие, изменения физического ландшафта.
«Быстрое оттаивание приводит к так называемому отслоению активного слоя», - объясняет Симпсон. «Думайте об этих нарушениях как о оползнях, когда почва и вода смешиваются».
Когда DOC оседает в прудах, он легче подвергается биологическому разложению микробами, чем в реках, а это означает, что в атмосферу может попасть больше углерода. В то время как предыдущие исследования изучали, как отслоение активного слоя стимулировало микробную активность в арктической почве, это первое исследование, в основном посвященное источникам воды, включая пруды.
«Мы не измеряли количество выбрасываемого углерода, потому что не ожидали найти это», - говорит Симпсон. «Это один из новых результатов исследования - эти пруды могут играть важную роль в глобальном углеродном цикле».
Более того, отмечает Симпсон, арктическая вечная мерзлота хранит много углерода, потому что обычно она остается замороженной, зафиксированной на месте в течение длительного времени. С быстрым таянием вечной мерзлоты это меняется. На самом деле, используя радиоуглеродное датирование, исследователи обнаружили DOC возрастом более 5000 лет, который подвергался деградации.
Отбор проб воды для исследования был сделан исследователями Королевского университета доцентом Мелиссой Лафреньер и профессором Скоттом Ламуре из обсерватории Арктического водораздела Кейп-Баунти недалеко от острова Мелвилл в Нунавуте.
Важным следующим шагом для исследования будет выяснить, насколько широко распространено это явление, например, если оно происходит во всех арктических водоемах. Но, как указывает Лафреньер, также важно понимать основные механизмы, определяющие разницу между DOC в прудах и реках.
Нам необходимо провести некоторые исследования баланса массы, чтобы выяснить массу углерода в этих водоемах. Это включает в себя, сколько углерода присутствует, и какие основные входы и выходы контролируют количество углерода в воде. воды», - говорит она.
Для этого им нужно будет измерить не только количество углерода в воде, но и различные формы углерода, включая DOC, растворенный неорганический углерод, твердый органический углерод, газообразный CO 2 и метан.
Будущие лабораторные и полевые эксперименты будут разработаны для выяснения процессов, ответственных за поступление или потерю углерода в этих прудах, а также процесса преобразования углерода из одной формы в другую, добавляет Лафреньер.
Анализ DOC для исследования был проведен в трех разных лабораториях по всей Канаде, чтобы исследователи могли использовать множество сложных измерений. Профессор Ив Желинас из Университета Конкордия и профессор Андре Симпсон из Университета Скарборо поделились своим опытом в исследовании. Данные также были собраны и скомпилированы доктором Цзюнь-Цзяном Ваном, бывшим научным сотрудником в лаборатории профессора Мирны Симпсон, ныне доцентом Южного университета науки и технологий в Китае.