Таяние вечной мерзлоты в Арктике приведет к выделению в атмосферу "дополнительных" 25-85 миллиардов тонн парниковых газов в год (в пересчете на углерод), при том что все человечество выбрасывает около 13 миллиардов тонн углерода, пишут климатологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В итоге почвы тундры начнут не поглощать, а выделять "лишний" углекислый газ и метан, отмечают исследователи.
Группа ученых под руководством Чарльза Ковена (Charles Koven) из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) пришла к такому выводу, разработав модель таяния вечной мерзлоты. Они полагают, что их расчеты позволят уточнить глобальные климатические модели, предусматривающие обратную связь между колебаниями климата и изменением количества выбросов углекислого газа.
полуостров Таймыр (толщина льда некоторых его районов достигает 600 м)На текущий момент тундра и другие области вечной мерзлоты относятся к числу поглотителей парниковых газов - зон, в которых неживая природа, в частности, растения поглощают больше парниковых газов, в том числе СО2 и метана, чем их образуется в этой местности. Большая их доля осаждается в торфе или почве, часть которой находится в состоянии вечной мерзлоты. Потепление климата может вызвать высвобождение большого количества парниковых газов.
Ковен и его коллеги взяли глобальную климатическую модель ORCHIDEE в качестве основы и добавили в нее процессы, которые происходят в почве тундры при повышении среднегодовых температур. Как отмечают ученые, особенность этой модели заключается в том, что почва в ней состоит из нескольких отдельных слоев, поведение которых просчитывается отдельно. Это позволяет моделировать процессы, связанные с круговоротом углерода в почве, часть которой заморожена и не участвует в процессах обмена метаном и СО2. Модель учитывает как стабильные выбросы, так и сезонный рост и падение уровней выделения метана и углекислого газа.
При помощи этой модели ученые проанализировали возможные изменения уровня парниковых газов в период с 1860 года по 2100 год. При этом исследователи наблюдали за тем, как изменяется концентрация парниковых газов при изменении одного или всех параметров модели. В частности, в их число входили уровень углекислого газа, среднегодовая температура, наличие вечной мерзлоты.
В целом, все варианты моделирования сходятся в том, что к 2100 году среднегодовая температура почвы в приполярных широтах поднимется на 8 градусов Цельсия, а площадь вечной мерзлоты сократится на 30%.
Из-за повышения температуры и концентрации СО2 растения смогут поглощать больше углекислого газа - их "производительность" увеличится с 69 до 88 миллиардов тонн углерода. С другой стороны, из-за таяния вечной мерзлоты в Западной и Восточной Сибири, как и в северных районах Канады, органические отложения в почве тундры "разморозятся" и начнут гнить, выделяя углекислый газ и метан. Из-за этого эти регионы превратятся из поглотителей углекислого газа в его источники и будут выделять до 150 грамм углерода на квадратный метр почвы. Кроме того, "производство" метана в заболоченных участках почвы вырастет примерно в два раза - с 34 до 71 миллионов тонн.
В целом, почвы тундры и других зон приполярных и арктических регионов будут выделять 25-85 миллиардов тонн углерода при среднем значении в 62 миллиарда тонн. В результате этого, почва приполярных регионов может перейти от поглощения парниковых газов - 68 миллиардов тонн по текущим оценкам - к их выделению. В зависимости от параметров моделирования, общий "углеродный баланс" может быть как отрицательным - до 14 миллиардов тонн поглощенного углерода, так и положительным - до 22 миллиардов тонн выделенных парниковых газов.