Метан, выделяемый при таянии вечной мерзлоты из некоторых арктических озер, может значительно ускорить изменение климата, согласно новому исследованию, проведенному Университетом Аляски в Фэрбенксе.
Исследование, опубликованное 15 августа в журнале Nature Communications, посвящено углероду, выделяемому при таянии вечной мерзлоты под термокарстовыми озерами. Такие озера образуются, когда нагревающаяся почва тает подземный лед, в результате чего поверхность разрушается и образуются лужи с водой. Эти бассейны ускоряют таяние вечной мерзлоты под расширяющимися озерами, обеспечивая пищу для микробов, которые производят парниковые газы, углекислый газ и метан.
Ведущий автор Кэти Уолтер Энтони и ее коллеги изучали сотни термокарстовых озер на Аляске и в Сибири в течение 12 лет, измеряя их рост и количество метана, выбрасываемого на их поверхность. Объединив результаты полевых работ с данными дистанционного зондирования об изменениях озер за последние два года, они определили, что «резкая оттепель» под такими озерами, вероятно, приведет к выбросу большого количества углерода из вечной мерзлоты в атмосферу в этом столетии. К 2050-м годам деятельность озера потенциально может удвоить выбросы из наземных ландшафтов.
Усилия, предпринятые группой американских и немецких исследователей, являются частью 10-летнего проекта, финансируемого НАСА, по лучшему пониманию последствий изменения климата в Арктике. Дополнительная поддержка со стороны Национального научного фонда позволила ученым из UAF и Отделения геологических и геофизических исследований Аляски собрать данные о местонахождении вечной мерзлоты, таянии и связанном с этим выбросе парниковых газов из озер в долине Голдстрим на внутренней Аляске.
Исследователи обнаружили, что выброс парниковых газов под термокарстовыми озерами происходит относительно быстро, а глубокое таяние происходит в течение десятилетий. Вечная мерзлота в земной среде обычно подвергается неглубокому сезонному оттаиванию в течение более длительных периодов времени. Высвобождение поверхностного углерода из вечной мерзлоты часто компенсируется усилением роста растительности.
«Термокарстовые озера представляют собой совершенно другой сценарий. Когда озера формируются, они мгновенно оттаивают эти области вечной мерзлоты», - сказал Уолтер Энтони, доцент Центра исследований воды и окружающей среды UAF. «Вместо сантиметров таяния, что является обычным для земной среды, мы наблюдали 15 метров таяния под недавно образовавшимися озерами в долине Голдстрим за последние 60 лет».
Выбросы из термокарстовых озер в настоящее время не учитываются в глобальных климатических моделях, поскольку их небольшой размер затрудняет включение отдельных озер. Однако авторы исследования показывают, что эти озера являются очагами выброса углерода из вечной мерзлоты. Они утверждают, что не включение их в глобальные климатические модели упускает из виду их эффект обратной связи, который возникает, когда выброс парниковых газов из вечной мерзлоты увеличивает потепление. Эта обратная связь важна, потому что метан примерно в 30 раз более эффективен в качестве теплоулавливающего газа, чем углекислый газ.
Существующие модели в настоящее время связывают около 20 процентов углеродной обратной связи вечной мерзлоты в этом столетии с метаном, а остальную часть приходится на углекислый газ из земных почв. Включая термокарстовые озера, метан становится доминирующей движущей силой, ответственной за 70-80 процентов потепления вечной мерзлоты, вызванного углеродом, в этом столетии. Добавление в модели термокарстового метана делает эффект обратной связи подобным эффекту изменения землепользования, которое является вторым по величине источником антропогенного потепления.
В отличие от неглубокого постепенного таяния земной вечной мерзлоты, резкое таяние под термокарстовыми озерами в этом столетии необратимо. Согласно исследованию, даже климатические модели, предсказывающие лишь умеренное потепление в этом столетии, должны будут учитывать свои выбросы.
«Вы не можете остановить выброс углерода из этих озер, как только они образовались», - сказал Уолтер Энтони. «Мы не можем обойти этот источник потепления».