Контролирование выбросов парниковых газов в ближайшие десятилетия может существенно уменьшить последствия выбросов углерода в результате таяния вечной мерзлоты в течение следующих 300 лет, согласно новой статье, опубликованной на этой неделе в Proceedings of National Academy of Sciences.
Наоборот, климатическая политика, которая практически не предпринимает усилий по контролю парниковых газов, таких как углекислый газ, скорее всего, приведет к значительному выбросу углерода из вечной мерзлоты к 2300 году, как показало исследование.
А. Дэвид Макгуайр, старший научный сотрудник Геологической службы США и эксперт по моделированию климатических систем в Институте арктической биологии Фэрбенкса Университета Аляски, является ведущим автором статьи. Несколько других исследователей UAF вместе с учеными из примерно двух десятков других исследовательских институтов по всему миру внесли свой вклад в исследование.
Ученые подсчитали, что почвы циркумполярного севера Земли содержат примерно в два раза больше углерода, чем в атмосфере. Большая часть этого углерода представляет собой замороженное органическое вещество, запертое в вечной мерзлоте. По мере повышения глобальной температуры и таяния вечной мерзлоты ранее замороженный органический материал начинает разлагаться и выделяет парниковые газы, такие как метан и углекислый газ. Высвобождение этого углерода может, в свою очередь, вызвать дополнительное потепление и высвобождение большего количества углерода, что ученые называют положительной обратной связью.
Даже без немедленного контроля за выбросами парниковых газов в настоящее время основная часть выбросов углерода вечной мерзлоты не произойдет до 2100 года. Авторы исследования отмечают, что это может привести к тому, что общество успокоится и примет менее агрессивные меры по контролю за выбросами парниковых газов.. Слишком долгое ожидание введения контроля может означать, что меры контроля будут приняты слишком поздно, чтобы предотвратить существенную потерю углерода из вечной мерзлоты.
«Общество может что-то с этим сделать, по крайней мере, так говорят современные модели», - сказал Макгуайр.
Степень, в которой изменение климата может повлиять на динамику углерода в северном регионе вечной мерзлоты, имеет важное значение для принятия политических решений. Тем не менее, большинство моделей климатических систем плохо продемонстрировали взаимосвязь между вечной мерзлотой и динамикой углерода в почве. Из-за этого они не позволили провести точную оценку воздействия изменения климата на углерод в регионе.
В новом исследовании МакГуайр и его коллеги использовали моделирование для изучения изменений вечной мерзлоты и накопления углерода в северной области вечной мерзлоты с 2010 по 2299 год, используя два сценария изменения климата: один с низким уровнем выбросов углекислого газа и один с высоким содержанием углерода. выбросы диоксида. Эксперт по вечной мерзлоте Дмитрий Никольский из Геофизического института УАФ предоставил данные моделирования изменения площади вечной мерзлоты в северном полушарии и прогнозируемой глубины протаивания по двум сценариям.
Сценарий с низким уровнем выбросов потребует сокращения выбросов углерода глобальным человеческим обществом на 75 процентов в течение этого столетия. В этом сценарии исследование показало потерю от 3 до 5 миллионов квадратных километров вечной мерзлоты и изменение содержания углерода в почве в диапазоне от потери 66 петаграммов до прироста 70 петаграммов. Один петаграмм равен одному триллиону килограммов или 2,2 триллиона фунтов стерлингов.
В сценарии с высокими выбросами или фактическим отсутствием изменений в текущих тенденциях использования ископаемого топлива потери вечной мерзлоты составили от 6 миллионов до 16 миллионов квадратных километров, а потери почвенного углерода варьировались от 74 до 652 петаграммов и произошли в основном после 2100 года. Это представляет собой потерю от 20 до 63 процентов углерода, который сейчас хранится в северной вечной мерзлоте.
Выводы показывают, что эффективные новые средства контроля парниковых газов могут помочь уменьшить влияние изменения климата на выбросы углерода из почв в северном регионе вечной мерзлоты и, следовательно, уменьшить вероятность положительной обратной связи выбросов углерода вечной мерзлоты на потепление климата..
«Если такие меры не будут приняты, это приведет к серьезным изменениям в экосистемах и инфраструктуре», - сказал Никольский.