Исследования показывают, что зоны оттаивания вечной мерзлоты выделяют значительно больше диоксида углерода в ответ на глобальное потепление, чем участки с неповрежденной мерзлотой, а это несет последствия для динамики глобального углеродного цикла.
Ученые обнаружили, что выбросы углекислого газа (CO2) из почвы более чувствительны к глобальному потеплению в районах, где вечная мерзлота оттаяла, по сравнению с участками, где она осталась нетронутой. К этому выводу пришли по результатам недавнего исследования, опубликованного в Nature Geoscience. Проводя полевые эксперименты по нагреву и лабораторные инкубации почв на основе обширных отборов проб, исследователи получили новые данные о влиянии потепления на углеродный цикл в регионах вечной мерзлоты.
Содержание
Влияние оттаивания вечной мерзлоты на выбросы углерода
В регионах высоких широт и высокогорных районах более высокие температуры значительно ускорили процесс оттаивания вечной мерзлоты. Примерно 20% северных регионов вечной мерзлоты подвергаются резкому оттаиванию, известному как термокарст, но в этих районах содержится около половины всего органического углерода в подпочвенных слоях. Внезапное оттаивание может резко изменить ландшафт, а также физические и биологические свойства почвы, тем самым оказывая серьезное влияние на углеродный цикл в экосистемах.
Детали и методология исследования
Предыдущие исследования не давали ответа на вопрос, отличаются ли последствия потепления для потока CO2 из почвы в зонах термокарста и вне их. Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, профессор Юаньхэ Ян и его команда из Института ботаники Китайской академии наук изучили, как образование термокарста влияет на реакцию почвы на климатическое потепление.
Их исследование использовало различные методологии, включая хорошо воспроизводимый эксперимент по нагреву, проведенный как в зонах термокарста, так и вне их. Они обнаружили, что в зонах термокарста скорость выброса CO2, вызванного потеплением, примерно в 5,5 раз выше, чем вне этих зон.
Результаты о реакции потока диоксида углерода на потепление
Команда проанализировала более 30 потенциальных факторов, которые могли бы повлиять на усиление выброса CO2 в результате потепления. Они пришли к выводу, что повышенная реакция в зонах термокарста обусловлена в основном более низким качеством почвенного субстрата и более высокой долей микробных генов, участвующих в разложении органического углерода.
Дополнительные эксперименты по инкубации почв из шести районов, затронутых термокарстом, вдоль 550-километрового участка вечной мерзлоты также подтвердили, что образование термокарста значительно повышает чувствительность выброса диоксида углерода к температуре, подчеркивая устойчивую реакцию этих почв на изменение климата.
Глобальные последствия и будущие прогнозы
Профессор Ян подчеркнул широкое значение их выводов, заявив:
“Для предварительной оценки глобальной значимости, экстраполируя реакцию потока CO2 из почвы на потепление на все приподнятые районы термокарста в Северном полушарии, можно было бы ожидать дополнительного высвобождения 0,4 Пг CO2 в год из почвенного углерода, что составляет около четверти от прогнозируемых потерь почвенного углерода в вечной мерзлоте к концу 21 века”.
Это исследование не только проливает свет на динамические реакции вечномерзлых грунтов на потепление, но также помогает уточнить прогнозы будущих механизмов обратной связи углерода в вечной мерзлоте с климатом.
Читайте также: Что произойдет с Гренландией, если мы не остановим потепление?
