Средняя глубина озер меньше, чем думали ученые

На этой неделе во время проведения встречи American Physical Society ученые рассказали, что на самом деле средняя глубина озер во всем мире на треть меньше, чем считалось ранее. Для климатологов это очень важное исследование: если его результаты верны, то специалисты смогут на порядок точнее моделировать глобальное изменение климата. 

В настоящее время спутниковая сеть позволяет наблюдать за более 100 миллионами озер по всему миру. В совокупности их площадь составляет порядка 30 миллиардов гектаров, это примерно 2% от поверхности всей суши. Однако оценка глубины этих водоемов — задача не из легких. Глубина озер варьируется в очень широком диапазоне: к примеру, средняя глубина знаменитого шотландского озера Лох-Несс составялет 132 метра, что в 4 раза глубже озера Эри, что в Северной Америке — и это при том, что Эри в 4500 (!) раз больше Лох-Несса по площади. Ученые обычно рассчитывают глубину озера исходя из особенностей локального рельефа, т. е. Склонов окружающих его пластов земли, объясняет Б.Б. Кейл, океанограф из MIT и ведущий автор нового исследования. Средний общий объем озер на Земле колеблется от 160 000 до 280 000 км3.

Кейл решил уточнить эти цифры и вместе с коллегами разработал модель, которая впервые позволила объяснить распределение перепадов глубины озер во всем мире. С помощью многочисленных исследований и сбора данных, Кейл обнаружил, что количество озер в области падает в зависимости от увеличения средней площади каждого озера согласно математической зависимости, известной как степенной закон. Проще говоря, небольшие озера встречаются чаще, а крупные реже и возникает большой разброс, если рассматривать усредненные показатели и делить поверхность на участки: на площади в 10 гектар в среднем лишь 1/100 от общего количества озер на площади в 1 гектар, на площади в 100 гектаров в среднем 1/100 от общего количества озер на площади в 10 гектаров, и так далее. В результате получается, что исследователи раньше недооценивали количество малых озер, так что в результате у Кейла получилась чуть большая общая площадь озер во всем мире.

Разобравшись с количеством, команда перешла к оценке объемов и глубин. Здесь пригодилась математическая модель топографии Земли: Кейл предположил, что поверхность планеты обладает фрактальной симметрией. Другими словами, независимо от того, какой масштаб мы рассматриваем, распределение гор и долин будет статистически одинаковым, если все высоты будут приняты за обособленный фактор. В частности, топографические исследования показывают, что для увеличения масштаба в 10 раз вам нужно взять высоту в 2,5 раза больше, и так далее.

Команда предполагает, что озеро не может значительно изменить топографию, а потому их влияние на рельеф весьма незначительно. Кейл вычислил, что общий объем озер Земли равен 199 000 км3, а следовательно их средняя глубина составляет не 62 метра, как считалось ранее, а всего 42. Теперь о главном: мелкие озера покрывают большую площадь поверхности, и их дно служит домом для анаэробных бактерий. В процессе своей жизнедеятельности те вырабатывают метан, который потом улетает в атмосферу и способствует образованию парникового эффекта. Озера производят примерно столько же метана, сколько и океаны, и примерно в два раза больше метана, чем все свалки мира, но это число еще нуждается в уточнении.