Специалисты делают неутешительные прогнозы из-за стремительного таяния многолетней мерзлоты в Арктике. Этот процесс может удвоить выброс углерода в атмосферу. Ландшафт и экология циркумполярного севера уже подверглись значительным изменениям, согласно результатам исследования, проведенного учеными Колорадского университета в Боулдере.

Многолетняя мерзлота –– это мерзлый слой, находящийся под сезонно-талой поверхностью земли и воздействующий на четверть открытой поверхности земли в Северном полушарии. По оценкам ученых, многолетняя мерзлота содержит около 1500 петаграммов углерода, что эквивалентно 1,5 триллионам метрических тонн углерода.

В ходе исследования были выявлены различия между типами таяния: постепенным, некритично отражающимся на мерзлоте, и достаточно быстрым. Около 20% территории Арктики относится ко второму типу из-за преобладания льдов в мерзлом слое. Многолетняя мерзлота, оттаивающая стремительными темпами, обладает большими объемами углерода, массами выбрасываемого в атмосферу углекислого газа, а также метана (который является более сильным парниковым газом, чем углекислый). Даже если менее 5% площади мерзлого слоя подвергнется резкому оттаиванию, то уровень выброса веществ будет равен объему выброса в тех районах, где происходит постепенное таяние.

Внезапная оттепель быстро воздействует на ландшафт беспрецедентными способами, –– утверждает Мерритт Туретцки, директор Института Арктики и альпийских исследований при университете в Боулдере, а также ведущий автор исследования, недавно опубликованного в журнале Nature Geoscience, –– регулярно случаются оползни; в течение месяца леса могут оказаться в окружении озер.

«Раньше местные экосистемы были достаточно сухими, это поддерживало рост деревьев в условиях незначительного оттаивания мерзлого слоя, а также давало возможность передвигаться по территории в обыкновенной обуви. Теперь эти территории превращаются в некую субстанцию, напоминающую суп», –– говорит Туретцки.

Почему таяние многолетней мерзлоты имеет значение?

Многолетняя мерзлота содержит камни, почву, песок, а на некоторых участках остаются целые массы льда. Здесь хранится в среднем в два раза больше углерода, чем в самой атмосфере, потому что крупицы жизни (частицы мертвых растений, животных, микробов), некогда процветавшей в Арктике, находятся именно в мерзлом слое. Материи, не разложившиеся полностью, были заперты в «земном холодильнике» на тысячи лет.

Из-за глобального потепления и изменения климата многолетняя мерзлота постепенно тает. 80% циркумполярного севера Арктики грозит оттаивание, что может длиться от десятилетий до нескольких веков.

В остальной части Арктики, где до сих содержание грунтового льда велико, уже через несколько месяцев может резко начаться таяние, что приведет к фатальным последствиям для ландшафта и атмосферы. «Оттаивание происходит по-разному, однако оно всегда наносит вред экологии», –– отмечает Мерритт Туретцки. Данный процесс называют термокарстом, потому что изменение температур влечет за собой проседание почв, в результате чего происходит эрозия, образуются воронки, провалы, напоминающие карстовые формы рельефа.

По словам Мерритт Туретцки, ныне проведенное исследование –– это первая работа, в которой собрана обширная информация о процессах оттаивания различных типов ландшафтов в разное время. На основе полученных данных ученые спрогнозировали будущие выбросы углерода при таянии. Было обнаружено, что термокарст всегда сопровождается затоплениями, наводнениями и оползнями. Обильные ливни и открытые черные ландшафты, возникающие в результате пожаров, могут ускорить данный процесс.

Исследователи провели сравнительный анализ между резким высвобождением масс углерода в связи с таянием многолетней мерзлоты и постепенным оттаиванием мерзлого слоя. Существуют общие оценки медленного оттаивания, способствующего увеличению выбросов углерода, но они не дают представления о том, в какой степени это может быть вызвано термокарстом.

Более того, они хотели выяснить, насколько важна данная информация для создания глобальных климатических моделей. В настоящее время нет подобных моделей, которые содержат сведения о термокарсте, — немногие из них учитывают влияние многолетней мерзлоты. В то время как крупномасштабные модели за последнее десятилетие были направлены на учет циклов, происходящих в Арктике. Например, последний доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) включает оценки постепенного таяния многолетней мерзлоты.

«Воздействие оттаивания не представлено ни в одной из существующих глобальных моделей, а наши выводы демонстрируют, что оно может усилить взаимосвязь между многолетней мерзлотой и климатом в два раза, тем самым усугубляя уровень допустимых выбросов», –– утверждает Дэвид Лоуренс, сотрудник Национального центра атмосферных исследований (NCAR) и один из авторов исследования.

Туретцки считает, что полученные результаты указывают на необходимость включения данных о многолетней мерзлоте во все типы климатических моделей.

«Мы определенно способны избежать ужасных последствий изменения климата, но только при условии активной работы на протяжении следующего десятилетия, –– говорит Туретцки, –– У нас есть четкие доказательства того, что данная стратегия поможет северу, а значит, в будущем позволит привести климатические условия в норму».

Перевод Александра Миронова