Красноярские учёные в лабораторных условиях смоделировали арктическое лето
Учёные Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН выяснили, что с ростом температуры арктической почвы на два градуса скорость выделения углекислого газа увеличивается в два раза.
Тот, кто хоть раз был в Арктике, видел, что тундра зачастую разбита на ячейки, в центре каждой из которых заболоченный участок, а по краям -- растительность. Такой ландшафт называется полигональным.
Если разобраться в устройстве этих ячеек, то становится понятно, что они устроены достаточно сложно. Слой торфа и стоячей воды в середине подпирается снизу многолетней мерзлотой. Вдоль трещин в мерзлоте располагается растительность, которая и служит живой оградой для микро-болот.
Реакцию такой системы на изменение климата предсказать непросто. Особенно важно для учёных знать, как будут изменяться потоки парниковых газов при изменении температуры и влажности в Арктике. Ведь если потепление приведёт к высвобождению всех запасов почвенного углерода, климат станет ещё более жарким.
Красноярские учёные создали специальные замкнутые камеры, в которых можно контролировать температуру и влажность образцов почвы и измерять, как они обмениваются парниковыми газами с окружающей средой.
В лабораторных условиях они смоделировали арктическое лето -- 80 суток относительно тёплой погоды, тот промежуток времени, когда в тундре возможны активное образование, разложение и переработка органического вещества.
Для эксперимента использовали арктическую почву, доставленную из Якутии. И оказалось, что при повышении температуры образцов на два градуса, скорость выделения углекислого газа вырастает почти в два раза.
Ученым было важно посмотреть, как ведёт себя участок мерзлоты в течение всего «лабораторного лета». При поддержании обычных для нынешнего времени температур почва выделяла достаточно много углекислого газа в начале сезона -- условной весной. Этот поток резко снижался до нуля к концу лета.
Совсем другая картина наблюдалась при росте температуры на два градуса. В начале сезона потоки углерода из обычной и более тёплой почвы были сопоставимы. Но для нагретой почвы скорость выделения не снижалась на протяжении всех 80 дней эксперимента.
В результате с каждого квадратного метра площади более тёплая почва будет выделять на 50 грамм больше углекислого газа, чем обычная.
-- В нашем эксперименте нагрев арктической почвы на два градуса приводил к двукратному увеличению выделения ею углекислоты, если рассматривать полностью вегетационный сезон. Эти результаты важны для оценки потерь углерода мерзлотными экосистемами при прогнозировании последствий глобального потепления в высоких широтах, -- пояснила один из авторов исследования, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института леса имени В. Н Сукачёва Светлана Евграфова.
Ещё одним важным парниковым газом является метан. Обычно его потоки меньше, но вклад в потепление климата на каждую молекулу газа больший, чем у углекислого газа. Учёным не удалось зафиксировать достоверную разницу в выделениях метана между обычной и нагретой на два градуса почвой.
Рост средних температур в Арктике, согласно различным сценариям, прогнозируется к концу XXI века. Но при существующей продолжительности вегетационного периода потепление на два градуса, по всей видимости, не приведёт к резкому выделению метана в полигональной тундре.
-- Исследование способности образцов почв выделять парниковые газы -- известный в науке подход к изучению связи различных экосистем с глобальным климатом. Однако мы в наших экспериментах используем, во-первых, цельные крупные фрагменты почвенной биоты, сохраняющие все свойства природной системы, а во-вторых проводим наблюдения во время всего вегетационного периода, пусть и смоделированного в лаборатории. Такой подход, хоть и более затратный по времени и ресурсам, позволяет оценивать влияние внешних факторов на экосистему во всей совокупности, -- рассказал один из авторов исследования, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института биофизики Юрий Бархатов.
Екатерина БУРЧЕВСКАЯ,
специалист группы научных коммуникаций Красноярского научного центра.
Красноярск.
Гость (премодерация)
Войти