В арктической мерзлоте содержится огромное количество органического углерода. При таянии грунта или разрушении берегов этот углерод попадает в море, где микроорганизмы разлагают его, превращая в парниковые газы. До недавнего времени было неизвестно, какая его часть действительно выделяется в атмосферу, а какая остается на дне океана. Этот пробел восполнило новое исследование, проведенное учеными из Института Альфреда Вегенера и Центра морских наук при Бременском университете (Германия). Результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience.
Всего в наземных экосистемах арктической мерзлоты законсервировано около 1300 гигатонн органического углерода, а в морских и речных отложениях — еще 400 гигатонн. Однако из-за быстрого потепления ежегодно до 0,02 гигатонны углерода поступает в океан. По прогнозам, к 2100 году этот поток может возрасти на 70−150%. Оценка того, сколько из этого объема вернется в воздух, а сколько осядет на дне, крайне важна для понимания реального климатического эффекта.
Чтобы получить точные данные, исследователи проанализировали донные керны у побережья канадского острова Гершель. Эти образцы охватывают период около 50 лет. Оказалось, что, хотя берег и теряет значительные объемы углерода, в активный океанический круговорот попадает лишь малая доля. Почти 10% органического вещества из осадков в газы перерабатывают микроорганизмы, тогда как основная масса углерода надежно захоранивается в морском дне.
В ходе работы специалисты изучили состав кернов и измерили содержание растворенного неорганического углерода в воде — это позволило оценить, сколько углекислого газа выделили бактерии после разложения органики. По соотношению изотопов углерода определили, какой именно материал потребляли микроорганизмы: поступающий с суши или образовавшийся в море, а также старый — из вечной мерзлоты — или свежий, из остатков водорослей.
Выяснилось, что местные бактерии отдают предпочтение свежему морскому органическому углероду, а не древнему углероду из оттаявшей мерзлоты. Это значит, что углерод с суши, попадающий в море, вероятно, меньше влияет на выбросы парниковых газов, чем считалось раньше. Однако ученые отмечают, что часть углерода может разлагаться еще до того, как достигнет дна, поэтому вопрос требует дальнейшего изучения.
Кроме влияния на климат, перенос углерода с суши меняет свойства прибрежных вод: он делает их мутнее и темнее, что снижает доступность света для водорослей. А они, в свою очередь, служат основой пищевой цепи для рыб и других обитателей моря. Эти сложные процессы планируют исследовать в рамках международной экспедиции «Арктический пульс» в 2027 году с использованием ледокола, самолетов и наземных станций. В целом полученные данные помогут точнее предсказывать, как таяние вечной мерзлоты скажется на глобальном климате.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что продуктивность лесов оказалась важнее потепления для накопления углерода.