Быстрое таяние альпийской вечной мерзлоты может способствовать повышению глобальных температур

Из древнего ила озерных котловин на Тибетском нагорье Азии ученые могут расшифровать видение будущего Земли. Оказывается, это будущее будет очень похоже на теплый период середины плиоцена - эпоху 3,3-3 миллиона лет назад, когда средняя температура воздуха в средних широтах редко опускалась ниже нуля. Это было время, когда постоянный лед только начинал оседать в северных полярных регионах, а вечная мерзлота в горах средних широт, или вечно мерзлая почва, была гораздо более ограниченной, чем сегодня.

Сегодня в вечной мерзлоте содержится 1 500 триллионов граммов углерода. Это в два раза больше, чем содержится в атмосфере. Горная вечная мерзлота, которая находится ближе к экватору на больших высотах, не так хорошо изучена, как арктическая, но содержит 85 триллионов граммов углерода. При таянии она может выделять углекислый газ и метан - парниковые газы, влияющие на глобальную температуру.

Согласно новым исследованиям, опубликованным в журнале Nature Communications, ожидается, что при нынешних условиях глобального потепления альпийская вечная мерзлота будет таять быстрее, чем арктическая, и это может внести еще больший вклад в повышение глобальной температуры.

"Сегодня концентрация углекислого газа в атмосфере аналогична, а может быть, даже выше, чем в середине плиоцена из-за сжигания ископаемого топлива, и поэтому ученые указывают на этот период как на аналог нашего нынешнего и ближайшего будущего климата", - говорит соавтор статьи Кармала Гарзионе, декан научного колледжа Университета Аризоны. "Мы еще не ощущаем всех последствий повышения содержания углекислого газа в атмосфере, потому что нашей земной системе требуется время для адаптации".

"Мы хотели оценить стабильность современной вечной мерзлоты в глобальном масштабе при более теплом, чем сегодня, климатическом сценарии", - сказал Фенг Ченг, ведущий автор работы и профессор Пекинского университета в Китае. Ченг ранее работал с Гарционе в качестве постдокторанта. "Наши результаты были очень удивительными и подчеркивают тот факт, что нам необходимо приложить больше усилий для мониторинга стабильности вечной мерзлоты в альпийском регионе".

Команда использовала карбонат - семейство минералов - который образовался в озере Тибетского нагорья, чтобы оценить температуру в период плиоцена (5,3-2,6 млн лет назад) и плейстоцена (между 2,6 млн и 11 700 лет назад). Когда водоросли растут в озерах, они поглощают углекислый газ из воды и, как следствие, снижают кислотность озера. Это снижение приводит к образованию в озере мелкозернистых карбонатных минералов, которые оседают на дне озера. Атомы в этом карбонате отражают температуру, при которой он образовался, и могут быть использованы как термометр, перемещающийся во времени.

Тибетское плато, расположенное на высоте более 15 400 футов, является крупнейшим высокогорным регионом вечной мерзлоты на Земле, но другие регионы можно найти на Монгольском плато в Центральной Азии, в Канадских и Американских Скалистых горах, в южных районах Анд и других горных массивах по всему миру на высотах, где температура воздуха постоянно ниже нуля.

Команда также смоделировала палеоклимат на Земле во время плиоцена. Они обнаружили, что не только средняя температура большей части Тибетского нагорья в плиоцене была выше нуля, но и во многих альпийских регионах по всему миру.

В конечном итоге, моделирование показало, что при нынешних уровнях содержания углекислого газа в атмосфере в будущем будет потеряно 20% площади арктической вечной мерзлоты и 60% площади альпийской вечной мерзлоты. Высокогорные альпийские регионы более чувствительны, чем высокоширотные арктические регионы, к потеплению в условиях повышенного содержания углекислого газа в атмосфере.

"Плиоцен - важный период как древний аналог того, как Земля будет адаптироваться к углекислому газу, который люди уже выбросили в атмосферу", - сказал Гарционе. "Нам нужны лучшие и более широкие исследования уязвимости альпийских регионов при сценариях глобального потепления. Много внимания уделяется стабильности арктической вечной мерзлоты, поскольку она занимает большую площадь и содержит огромный запас органического углерода, запертого в вечной мерзлоте, но мы также должны знать, что альпийские регионы могут потерять больше вечной мерзлоты пропорционально и важны для понимания потенциального высвобождения углерода при сценариях глобального потепления".