Исследователи из Геологической службы США и научных учреждений США, в том числе Колорадского университета в Боулдере, изучили, насколько быстро вечная (многолетняя) мерзлота разлагается при оттаивании и сколько углекислого газа производится в ходе этого процесса.
Огромные запасы органического углерода хранятся в мерзлоте, образовавшейся от сотен до десятков тысяч лет назад в высоких северных широтах. Этот углерод в настоящее время не участвует в круговороте веществ, но меняющиеся климатические условия, пожары, другие катаклизмы способны спровоцировать выделение углекислого газа и метана из естественного хранилища.
«Многие учёные во всём мире в настоящее время исследуют сложные потенциальные последствия таяния вечной мерзлоты, — говорит Роб Стригл (Rob Striegl) из Геологической службы США. — Есть важные вопросы, которые необходимо рассмотреть. Сколько хранящегося в вечной мерзлоте углерода может выделиться в будущем климате, где он будет выделяться и каковы будут последствия для нашего климата и наших водных экосистем?»
Для того чтобы определить, как быстро выделяется углерод из древних (возраст около 35 тыс. лет) почв и сколько углекислого газа при этом образуется, были взяты образцы мерзлоты из едомы в районе Фэрбенкс на Аляске.
Анализ провела группа исследователей из Геологической службы США, Колорадского университета в Боулдере и Университета штата Флорида.
Едома — особый тип вечной мерзлоты Аляски и Сибири, содержащий значительное количество углерода (около 2%). Это почвы, перекрытые лёссом, замёрзшие в конце плейстоцена.
«Ранее считалось, что углерод вечной мерзлоты не способен к быстрому выделению при оттепели», — отмечает руководитель проекта Ким Уикленд (Kim Wickland).
Но опыты показали, что более половины растворённого органического углерода из вечной мерзлоты едомы выделяется в течение недели после оттаивания. Около 50 процентов углерода превращается в диоксид углерода, а вторая половина, скорее всего, поглощается микробами.
«Мы показываем биологический механизм оттаивания вечной мерзлоты, — говорит Трэвис Дрейк (Travis Drake), ведущий автор исследования. — Сразу же после оттаивания микробы начинают использовать углерод, а затем он попадает в атмосферу».
Исследователи объясняют быстрое разложение высокой концентрацией низкомолекулярных органических кислот в мерзлоте. Эти кислоты легко разлагаются и обычно не присутствуют в высоких концентрациях в других почвах.
Таким образом, впервые получены данные, свидетельствующие о возможности быстрого разложения вечной мерзлоты. Это первое исследование, связывающее воздействие микробной среды на оттаявшие почвы вечной мерзлоты и процесс превращения растворённого органического углерода в углекислый газ.
Важным следствием исследования для водных экосистем является то, что растворённый органический углерод, освобождённый при оттаивании вечной мерзлоты едомы, быстро превращается в диоксид углерода и попадает в атмосферу из почвы или мелких ручьёв, не доходя до крупных рек или прибрежных районов.
