Доказано существование «климатической бомбы» в России
Ученые Красноярского научного центра РАН выяснили, что при повышении температуры всего лишь на два градуса арктические почвы в два раза быстрее выделяют углекислый газ.
Об этом говорится в пресс-релизе на сайте организации.
Тот, кто хоть раз был в Арктике, видел, что тундра зачастую разбита на ячейки, в центре каждой из которых заболоченный участок, а по краям — растительность.
Такой ландшафт называется полигональным. Если разобраться в устройстве этих ячеек, то становится понятно, что они устроены достаточно сложно. Слой торфа и стоячей воды в середине ячейки подпирается снизу многолетней мерзлотой. Вдоль трещин в мерзлоте располагается растительность, которая и служит живой оградой для микро-болот.
Реакцию такой системы на изменение климата предсказать непросто. Особенно важно для ученых знать, как будут изменяться потоки парниковых газов при изменении температуры и влажности в Арктике. Ведь если потепление приведет к высвобождению всех запасов почвенного углерода, то климат станет еще более жарким.
Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН создали специальные замкнутые камеры, в которых можно контролировать температуру и влажность образцов почвы и измерять, как они обмениваются парниковыми газами с окружающей средой.
В лабораторных условиях они смоделировали арктическое лето — 80 суток относительно теплой погоды, тот промежуток времени, когда в тундре возможны активное образование, разложение и переработка органического вещества.
Для эксперимента использовали арктическую почву, доставленную из Якутии. Оказалось, что при повышении температуры образцов на два градуса, скорость выделения углекислого газа вырастает почти в два раза.
Ученым было важно посмотреть, как ведет себя участок мерзлоты в течение всего «лабораторного лета». При поддержании обычных для нынешнего времени температур почва выделяла достаточно много углекислого газа в начале сезона — условной весной. После, этот поток резко снижался до нуля к концу лета. Совсем другая картина наблюдалась при росте температуры на два градуса.
В начале сезона потоки углерода из обычной и более теплой почвы были сопоставимы. Но для нагретой почвы скорость выделения практически не снижалась на протяжении всех 80 дней эксперимента. В результате с каждого квадратного метра площади более теплая почва будет выделять на 50 грамм больше углекислого газа, чем обычная.
«В нашем эксперименте нагрев арктической почвы на два градуса приводил к двукратному увеличению выделения ею углекислоты, если рассматривать полностью вегетационный сезон. Эти результаты важны для оценки потерь углерода мерзлотными экосистемами при прогнозировании последствий глобального потепления в высоких широтах», — пояснила один из авторов исследования, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института леса им. В. Н Сукачева СО РАН Светлана Евграфова.
Еще одним важным парниковым газом является метан. Обычно его потоки меньше, но вклад в потепление климата на каждую молекулу газа больший, чем у углекислого газа. Ученым не удалось зафиксировать достоверную разницу в выделениях метана между обычной и нагретой на два градуса почвой.
Рост средних температур в Арктике, согласно различным сценариям, прогнозируется к концу XXI века. Но при существующей продолжительности вегетационного периода, потепление на два градуса, по всей видимости, не приведет к резкому выделению метана в полигональной тундре.
«Исследование способности образцов почв выделять парниковые газы — известный в науке подход к изучению связи различных экосистем с глобальным климатом.
Однако мы в наших экспериментах используем, во-первых, цельные крупные фрагменты почвенной биоты, сохраняющие все свойства природной системы, а во-вторых проводим наблюдения во время всего вегетационного периода, пусть и смоделированного в лаборатории.
Такой подход, хоть и более затратный по времени и ресурсам, позволяет оценивать влияние внешних факторов на экосистему во всей совокупности», — рассказал один из авторов исследования, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН Юрий Бархатов.
Исследование выполнено при поддержке Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности и Российского фонда фундаментальных исследований.
