Таяние вечной мерзлоты способно вызвать катастрофу в Арктике, предупреждают ученые

Таяние арктической вечной мерзлоты, содержащей миллиарды тонн парниковых газов, угрожает не только важнейшей инфраструктуре региона, но и жизни на всей планете, говорится в обширном научном исследовании.

Почти 70 процентов дорог, трубопроводов, городов и промышленных предприятий - в основном в России - построенных на размягчающемся грунте региона, весьма уязвимы к серьезным повреждениям к середине столетия, говорится в исследований вечной мерзлоты, опубликованном на этой неделе в журнале Nature.

Другое исследование предупреждает, что метан и CO2, выходящие из давно замерзшей почвы, могут ускорить потепление и перечеркнуть глобальные усилия по ограничению роста температуры Земли на приемлемом для жизни уровне.

Воздействие легко воспламеняющихся органических веществ, больше не запертых льдом, также способствует возникновению беспрецедентных лесных пожаров, что делает вечную мерзлоту тройной угрозой.

Покрывая четверть суши северного полушария, вечная мерзлота содержит вдвое больше углерода, чем сейчас в атмосфере, и втрое больше, чем было выброшено в результате деятельности человека с 1850 года.

По определению, вечная мерзлота - это грунт, который находится при температуре ниже нуля градусов Цельсия более двух лет, хотя возраст многих вечных мерзлотных пород исчисляется тысячами лет.

За последние полвека температура в Арктическом регионе повышалась в два-три раза быстрее, чем в мире в целом - на 2-3 градуса Цельсия выше доиндустриального уровня.

В регионе также наблюдалась серия странных погодных аномалий, когда температура зимой поднималась до 40 градусов Цельсия выше прежних средних значений.

Сама вечная мерзлота в среднем нагрелась почти на 0,4C с 2007 по 2016 год, "вызывая обеспокоенность быстрыми темпами таяния и потенциальным высвобождением старого углерода", отмечают исследователи под руководством Кимберли Майнер, ученого из Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института.

Пожары-зомби

Согласно их исследованию, к 2100 году площадь вечной мерзлоты уменьшится примерно на 4 миллиона квадратных километров даже при сценарии, при котором выбросы парниковых газов значительно сократятся в ближайшие десятилетия.

Повышение температуры - не единственный фактор ускоренного таяния.

Арктические лесные пожары быстро увеличивают слой вечной мерзлоты, подверженный таянию, отмечают исследователи.

По мере потепления климата прогнозируется, что к середине века число этих удаленных, неконтролируемых пожаров увеличится на 130-350 процентов, высвобождая все больше углерода вечной мерзлоты.

Действительно, оттаивание делает захороненный органический углерод более легковоспламеняющимся, что приводит к возникновению "зомби-пожаров", которые тлеют в течение холодных зим, а затем снова загораются весной и летом.

"Эти подземные пожары могут привести к высвобождению накопленного углерода из среды, которая ранее считалась пожароустойчивой", - предупреждают Майнер и его коллеги.

Самую непосредственную угрозу представляет инфраструктура региона.

Вечная мерзлота Северного полушария поддерживает около 120 000 зданий, 40 000 километров дорог и 9 500 километров трубопроводов, согласно другому исследованию, проведенному под руководством Яна Хьорта, ученого из финского университета Оулу.

"Прочность почвы существенно снижается, когда температура поднимается выше точки таяния и тает грунтовый лед", - отмечается в исследовании.

Ни одна страна не является более уязвимой, чем Россия, где несколько крупных городов и значительные промышленные предприятия расположены на замерзшей почве.

Около 80 процентов зданий в городе Воркута уже демонстрируют деформации, вызванные сдвигом вечной мерзлоты.

Почти половина месторождений нефти и газа в российской Арктике находится в районах, где вечная мерзлота представляет угрозу для существующей инфраструктуры и будущего развития.

Внезапное обрушение

В 2020 году недалеко от сибирского города Норильска произошел разрыв топливного резервуара после того, как его опоры внезапно погрузились в землю, в результате чего 21 000 тонн дизельного топлива вылилось в близлежащие реки.

В ослаблении фундамента завода обвинили таяние вечной мерзлоты.

В Северной Америке нет крупных промышленных центров, построенных на вечной мерзлоте, но десятки тысяч километров дорог и трубопроводов тоже становятся все более уязвимыми.

Хотя ученым известно гораздо больше, чем десять лет назад, основные вопросы о том, сколько углерода может высвободиться при потеплении арктической почвы, остаются без ответа.

В результате "динамика вечной мерзлоты часто не включается в модели земных систем", а значит, их потенциальное влияние на повышение температуры Земли не учитывается должным образом, отмечают Майнер и коллеги.

Это особенно верно, предупреждают они, для внезапного структурного коллапса вечной мерзлоты, процесса, известного как термокарст.

Также до сих пор остается открытым вопрос, приведут ли климатические сдвиги к тому, что Арктический регион станет более сухим или более влажным.

Ответ на этот вопрос имеет огромные последствия.

"В более зеленой и влажной Арктике растения будут компенсировать часть или все выбросы углерода из вечной мерзлоты, - отмечают авторы.

Однако в более теплой и сухой Арктике выбросы CO2 от разлагающихся почв и количество все более легковоспламеняющегося топлива для лесных пожаров будут увеличиваться".

Вечная мерзлота покрывает 30 миллионов квадратных километров, примерно половину в Арктике и миллион км2 на Тибетском нагорье. Большая часть остальной территории была покрыта, когда моря поднялись в конце последнего ледникового периода.