«Эффект домино» в таянии мерзлоты прогнозируют учёные: выброс газов будет усиливать парниковый эффект, ускоряя таяние

Научная «кухня»: отбор проб, взятых в «натуральном» виде в мерзлоте ЯНАО. Фото предоставил один из исследователей Сергей Лойко. Источник: news.tsu.ru

Учёные лаборатории «БиоГеоКлим» Томского государственного университета (ТГУ) провели исследование мёрзлых грунтов в Тазовском районе Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО – Ямала) и выяснили, что таяние минеральных почв в регионах вечной мерзлоты будет сказываться на балансе экосистем. В окружающую среду будут выделяться не только парниковые газы, но и большое количество химических элементов. Таяние вечной мерзлоты может активировать «эффект домино»: высвобождение из верхних слоев почвы (40–90 см) органических веществ и металлов будет усиливать парниковый эффект, биопродуктивность экосистемы и дальнейшее потепление. Но по мере потепления должно усиливаться заболачивание территорий, соответственно, и поглощение углекислого газа, что будет стабилизировать экосистемы, сообщает пресс-служба ТГУ. Результаты исследования геохимических процессов, связанных с таянием вечной мерзлоты, представлены в выпуске журнала Geoderma.

Чтобы оценить объёмы переноса растворенных веществ при таянии из мёрзлых почв в смежные воды, специалисты ТГУ отобрали образцы почв в зоне сплошной вечной мерзлоты и исследовали воду, которая находилась в почвенных порах, дисперсный лед и водные фильтраты на наличие 77 растворенных веществ, включая органические и неорганические химические элементы и соединения. Особенностью исследования было сравнение двух методов анализа одних и тех же проб и получение разных результатов. Обычно применяется способ высушивания образцов почв с последующей вытяжкой веществ, концентрацию которых необходимо измерить. Учёные ТГУ, помимо этого способа, использовали и более трудозатратный метод работы с пробами – в их неизменном виде, в мёрзлом состоянии доставленных в лабораторию, размороженных и проанализированных.

Выяснилось, что при широко используемом способе получения вытяжек из высушенных проб концентрации некоторых растворенных веществ в них были в десятки раз ниже, чем в «натуральных» пробах. Так, одним из выводов учёных стало предположение, что работа по стандартной методике приводит к недооценке концентрации многих веществ и, соответственно, к искажению потенциальных результатов расчётов влияния потепления.

Помимо этого, сотрудники лаборатории «БиоГеоКлим» отметили любопытный факт: многолетний лед глеезёма содержит в 30 раз больше марганца, чем талые воды (глеезём – тип почвы, название – от слова «глей», означающего глину, что подчеркивает плотную структуру почв холодного климата, формирующихся в условиях избыточного продолжительного увлажнения, что приводит к процессу оглеения – особому химическому изменению минеральной части и изменению цвета, становящегося сизо-голубым, зеленоватым или сероватым). По мере оттаивания многолетней мерзлоты реки активно выносят марганец в окружающую среду.

Специалисты отмечают, что таяние дисперсного льда, находящегося в порах почвы, вероятно, приведет к высвобождению значительного количества органического углерода (ОУ), а также органических и неорганических макро- и микроэлементов, максимальные концентрации которых были обнаружены на глубинах 40–90 см – в пределах активного слоя, ежегодно оттаивающего и замерзающего.

Влияние высвобождаемых элементов на климат и окружающую среду заключается в том, что многие из них увеличивают биологическую продуктивность экосистем. По сообщению пресс-службы ТГУ: «Увеличение количества органики в водоемах способствует большему захвату кислорода, выделению продуктов её разложения в виде углекислого газа и метана. Повышенная продуктивность – это более высокие кустарники и деревья, снижение скорости приземного ветра, меньшее выстуживание, увеличение снежного покрова и, соответственно, повышение температуры почвы. Все эти явления будут выступать вторичными факторами, способствующими потеплению». По мнению ученых, на начальных этапах может возникнуть упомянутый «эффект домино». С другой стороны, токсичные металлы, хранящиеся во льду, также могут выщелачиваться в водную среду, создавая экологические риски.