Плохие новости: странные озера ускоряют таяние вечной мерзлоты

Зоне вечной мерзлоты лучше оставаться замерзшей. Во многих ее районах температура почв не поднималась выше 0° в течение 10 тысяч лет, образовывая естественную преграду для залежей парниковых газов и доисторических вирусов.

К сожалению, из-за изменения климата на Земле зон вечной мерзлоты становится все меньше. Однако ожидаемое размораживание вечной мерзлоты существенно ускоряется за счет природного явления, известного как термокарстовые озера. К такому выводу пришло NASA в своём новом исследовании.

Эти озера формируются из-за проседания почв вследствие вытаивания подземного льда. И так как вода занимает меньше пространства, чем лед, в местах проседания почв может накапливаться вода благодаря дождю или снегу.

«Когда формируются термокарстовые озера, таяние таких участков происходит молниеносно, – объясняет эколог Кэти Уолтер Энтони из Университета Аляски в Фэрбенксе. – И поэтому вместо сантиметров растаявшей породы, что является обычным показателем, за последние 60 лет мы видим 15 метровый провал ниже уровня недавно сформированных озер в долине Гольфстрим».

Вечная мерзлота покрывает около 24% суши земного шара. В некоторых местах Арктики глубина залегания мерзлоты может достигать 80 метров.

Несмотря на свое название, «вечная мерзлота» – постоянна не везде. Если наблюдается аномально теплая погода, особенно в районах южнее арктического пояса, многолетняя мерзлота может сезонно таять. Однако, в глубине арктического пояса большинство почв остаются неизменно замерзшими в течение многих тысячелетий.

И вот где возникают проблемы. В Арктике находится самый большой естественный резервуар органических соединений углерода. Он надежно заключен подо льдом, и на сегодняшний день не создаёт никаких проблем.

Но когда происходит медленное таяние мерзлоты, микроорганизмы почв поглощают углерод, продуцируя углекислый газ и метан. Они, в свою очередь, выделяются в атмосферу и способствуют усилению парникового эффекта.

Термокарстовые озера усиливают этот процесс, переводя его на новый уровень, который ученые называют «резким оттаиванием».

Только в прошлом году в более чем в 200 местах Сибири были зафиксированы тысячи подземных газовых пузырей.

Но это явление резкого оттаивания может оказаться еще хуже, чем предполагалось, если обратиться к исследованиям США и Германии. 

В ходе полевого исследования NASA Arctic-Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE), ученые из этой команды побывали на Аляске и в Сибири, замерив метановые пузыри в 72 местах и 11 термокарстовых озер.

Затем они сравнили результаты выбросов CO2 в местах в резким оттаиваем с пятью локациями, где все еще наблюдается постепенное оттаивание грунтов.

«Резкое оттаивание ускоряет выделение замороженного на большой глубине углерода-12 в почвах, бедных другим его изотопом, углеродом-14. Объем выбросов углерода в таких местах на 125-190% выше, чем в почвах, где данный процесс идет постепенно», – объясняют исследователи.

Используя компьютерное моделирование и спутниковые карты с 1999 по 2014 годов, команда ученых смогла установить точный объем мерзлых грунтов, преобразованных в талые почвы – и здесь тоже плохие новости.

«За несколько десятилетий термокарстовые озера освобождают больше углерода, чем они способны его принять, замораживаясь повторно», – отмечает соавтор Гидо Гроссе из Института Альфреда Вегенера.

Хотя на данный момент термокарстовые озера не учитываются при построении моделей изменения климата из-за их небольших размеров и неравномерного распределения на планете, ученые полагают, что эта работа показывает насколько важно принимать во внимание их воздействие.

Выбросы от ископаемого топлива, производимого человеком, все еще стоят на первом месте по высвобождению парниковых газов в атмосферу, однако нельзя закрывать глаза и на термокарстовые озера.

«Нам не придется ждать 200 или 300 лет до того, как мы получим этот огромный объем высвобождаемого углерода из вечной мерзлоты. В течение моей, а потом и жизни моих детей этот объем будет постепенно увеличиваться, достигнув своего пика через несколько десятилетий», – добавляет Кэти Уолтер Энтони.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.