Люди преобразуют окружающую среду уже как минимум 10 000 лет. Но Антропоценом называют особый период в истории Земли, в течение которого деятельность человека оказывала глобальное влияние на климат и экосистемы планеты.
Несмотря на официальный отказ признать его геологической эпохой, в научном сообществе это понятие широко используется как удобное краткое обозначение для эры вмешательства человека в земную систему.
В качестве возможной даты начала Антропоцена предлагались разные варианты: от начала XVII века до середины XX века, когда было взорвано первое атомное оружие. Моё новое исследование концентрации атмосферного метана подтверждает идею о более ранней дате — когда прибытие европейцев в Америку впервые оказало заметное влияние на атмосферу, — но несколько раньше, чем предполагалось ранее.
Ледяные керны — цилиндры льда, извлечённые из ледников и ледяных щитов, — служат важным источником данных об исторических изменениях в составе мировой атмосферы. Именно на основе этих данных в 2015 году два учёных из Университетского колледжа Лондона, Саймон Льюис и Марк Маслин, специализирующиеся на изучении систем Земли, впервые предложили дату доиндустриального начала Антропоцена.
Они предположили, что беспрецедентное падение уровня CO₂ в атмосфере, зафиксированное в ледяных кернах и известное как «пик Орбис», относится к 1610 году. Этот необычно низкий уровень отражает дополнительное поглощение атмосферного CO₂ деревьями в результате восстановления лесов в Америке после прибытия европейцев в конце 1400-х годов.
Прибытие европейцев в 1492 году и последующая колонизация в 1500-х годах привели к распространению болезней, в основном оспы, что вызвало демографический коллапс — гибель около 50 миллионов человек по всей Америке. Льюис и Маслин предположили, что, поскольку миллионы гектаров сельскохозяйственных угодий оказались заброшенными, леса смогли восстановиться, что усилило поглощение CO₂ из атмосферы.
Это произошло в таких масштабах, что было зафиксировано в ледниковом льду. И это изменение стало глобальным маркером начала так называемого Антропоцена.
Моё собственное исследование изменений концентрации метана указывает, что Антропоцен начался несколько раньше — в 1592 году. Данные ледяных кернов показывают минимальную концентрацию метана в атмосфере ровно через 100 лет после того, как мореплаватель Христофор Колумб впервые ступил на землю Америки. Я считаю, что это укрепляет гипотезу, выдвинутую Льюисом и Маслином десять лет назад.
В статье, опубликованной в журнале Nature Reviews, Earth and Environment, я рассматриваю эффекты глобальных колебаний в обмене метаном между деревьями, лесами и атмосферой.
Метан — это парниковый газ, который в 20-летней перспективе примерно в 80 раз мощнее углекислого газа. Важно отметить, что метан имеет короткий срок жизни — чуть менее десяти лет, поэтому любые записи в ледяных кернах будут гораздо более чувствительны к изменениям в цикле метана, чем в цикле более долгоживущего CO₂.
Деревья — поглотители метана
Так какая же здесь связь с деревьями? Деревья и поверхность их древесной коры, несмотря на свой биологически инертный вид по сравнению с листьями, являются важными участками обмена метаном.
На болотах и в пойменных лесах, таких как леса Амазонии, они служат точками выхода метана в атмосферу из насыщенных почв, где он образуется анаэробными почвенными микробами.
Однако в прошлом году моя команда обнаружила, как более обширные лесные массивы, произрастающие на хорошо дренируемых почвах, взаимодействуют с атмосферным метаном. На деревьях обитают микробы, которые напрямую поглощают метан из атмосферы.
Это один из двух механизмов, которые в совокупности могут объяснить беспрецедентное падение концентрации метана в атмосфере, зафиксированное в антарктических ледяных кернах в первое столетие после прибытия европейцев в Америку. Это подтверждает идею Льюиса и Маслина о том, что восстановление лесов в тот период имело глобальные последствия.
С увеличением количества деревьев на заброшенных сельскохозяйственных землях увеличилась и площадь древесной поверхности, контактирующей с атмосферой. Это означало, что микробы, обитающие на деревьях, поглощали больше метана.
Второй механизм связан с тем, как деревья перехватывают выпадающие осадки. Часть дождевой воды испаряется, не достигая почвы. Та же вода, что дошла до земли, может быть поглощена корнями деревьев и снова выпущена в атмосферу. Остальная часть просачивается в почву или стекает в реки и водно-болотные угодья.
Возможно, резкий рост восстанавливающихся лесов привёл к увеличению испарения и транспирации. Таким образом, больше воды возвращалось деревьями в атмосферу и меньше стекало по поверхности почвы.
Это ограничило поступление воды в водно-болотные угодья. А ведь именно эти угодья являются основным источником метана. Таким образом, небольшое сокращение площади водно-болотных угодий в сочетании с увеличением поглощения метана деревьями могло снизить его концентрацию в атмосфере и объяснить минимальные уровни, наблюдавшиеся в 1592 году.
Споры о том, когда именно начался Антропоцен, возможно, утратили актуальность после решения не выделять его в новую эпоху. Действительно, не исключено, что вырубка лесов для нужд раннего земледелия около 5000–8000 лет назад, в середине голоцена (периода относительной климатической стабильности в эпоху неолита), способствовала росту концентрации атмосферного метана, который наблюдается в антарктическом льду того времени.
Записи о метане в ледяных кернах не только хранят древние следы влияния человека на наши леса, но и дают возможность оценить недавно открытые процессы, происходящие в лесах мира. Именно это я сейчас исследую со своим коллегой Питером Хопкрофтом, специалистом по моделированию палеоклимата из Бирмингемского университета.
Будь то вырубка лесов для раннего земледелия или последствия массовой депопуляции коренных народов после контакта с европейцами, эти следы нашего прошлого влияния указывают на нечто важное: между человечеством и миром природы всегда существовала тесная и развивающаяся связь. Эта связь настолько фундаментальна, что на протяжении всей долгой истории нашего вида мы были неотделимы от самой природы.
Винсент Гаучи, профессор, научный сотрудник, факультет географии, наук о Земле и окружающей среде, Университет Бирмингема.
Читайте также: Геологические следы указывают на то, что антропоцен начался в 1950-х годах
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.