Насколько вечная мерзлота поможет потеплению?

В районах, где нет вечной мерзлоты, углерод в почве не накапливается слишком долго: его «вводят в оборот» почвенные бактерии. Вот только когда мерзлота тает, значительная часть накопленного в ней углерода может оказаться в атмосфере геологически почти одномоментно.

Последняя авторитетная оценка объёма углерода, связанного почвой в районах вечной мерзлоты, была сделана в 2009 году и назвала цифру в 1,6 трлн тонн. Однако эта работа не была полной — так, она основывалась всего на 45 проанализированных точках исследования почвы и практически не включала основной мировой район вечной мерзлоты — север азиатской части России.

Таяние вечной мерзлоты означает не только оседание грунта и проваливание зданий, но и резкое стимулирование дальнейшего потепления, полагают учёные. (Фото Gustaf Hugelius.)

Новое исследование, представленное на последней конференции Американского геофизического союза Густавом Хугелиусом (Gustaf Hugelius) из Стокгольмского университета (Швеция), несколько репрезентативнее: оно учло данные по 405 точкам в Северном полушарии и говорит о наличии в вечной мерзлоте на глубинах до трёх метров 1,9 трлн тонн углерода.

Эти цифры очень важны в свете происходящего в последние годы в Арктике и примыкающих к ней районах, где долгое время доминировала вечная мерзлота. Углерод там остался от иных эпох, когда на широте северной части Новой Земли росли внушающие уважение леса и вообще кипела жизнь. Новая оценка говорит о том, что всё может вернуться на свои места. В самом деле: как только вечная мерзлота оставляет тот или иной район, в почве начинают активно размножаться бактерии, окисляющие углерод и выводящие его из связанного состояния в газообразную форму. Такой процесс запускает эффективную обратную связь: рост содержания углекислого газа усиливает парниковый эффект и дальнейшее оттаивание вечной мерзлоты, после чего история повторятся.

Согласно данным современных экспериментов, в течение полувека после размораживания почва выделяет таким образом в атмосферу примерно 20% запасённого углерода. В случае если оценка в 1,9 трлн тонн верна, речь идёт о том, что до 2100 года выбросы «вечномерзлотного» углекислого газа могут оказаться намного больше общих антропогенных выбросов за тот же период, серьёзно усугубляя проблему потепления.

Впрочем, несмотря на значительно бóльшую выборку, новое исследование по-прежнему слабо затрагивает основной район многолетней мерзлоты — Сибирь. Сибирская многолетняя мерзлота заходит дальше на юг, чем в Северной Америке, поэтому содержание углерода в тамошней почве намного выше — ведь мерзлота в Азии значительно более «свежая» и связывает почву районов, где в геологически недавнем прошлом было тепло. Оттого в ней выше содержание органических материалов, нежели в Северной Америке.

На месте едомы, в которой много водного льда, после таяния часто образуются вот такие характерные озёрца. (Фото NASA.)

В целом вся вечная мерзлота подразделяется на две группы. Первая — это торфяные почвы бывших болот, сформировавшиеся за последние 10 тысяч лет. Второй вид вечномёрзлого грунта — под названием «едома» — характерен в основном для субарктических равнин Восточной Сибири. Это четвертичные лёссовые отложения, содержащие от 50 до 90% льда. Богатая органическими веществами сибирская едома занимает свыше миллиона квадратных километров и содержит по массе от 2 до 5% углерода, что примерно в 10 раз выше, чем в немерзлотных почвах.

По современным оценкам, залежи углерода в едоме составляют примерно 500 млрд тонн, в то время как под слоем других видов сибирской вечной мерзлоты погребено лишь 400 млрд тонн. При этом в атмосфере сегодня в составе углекислого газа содержится всего 730 млрд тонн углерода. Таким образом, в многолетней мерзлоте одной Сибири углерода больше, чем во всей атмосфере Земли.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.