Результаты исследования важны, поскольку метан в 25 раз сильнее углекислого газа как парниковый газ. Арктические озёра уже являются крупными естественными источниками метана в мире, но процессы, которые контролируют производство метана и его выделение из озёрных отложений, до сих пор были плохо изучены — до настоящего времени.
В этом исследовании кандидат наук Мари Булинова из отдела наук о Земле в Арктическом университете Норвегии в Тромсё работала с международной командой, которая исследовала 10 арктических озёр на Шпицбергене и в субарктической Скандинавии.
Они обнаружили, что производство метана в озёрных отложениях было наиболее высоким там, где озёра отличались большей продуктивностью — больше водорослей, водных растений и наземной растительности, а также на меньшей глубине. Результаты опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.
«Мы были удивлены тем, насколько чётко продуктивность экосистемы была связана с производством метана», — сказала Мари. «Наши результаты показывают, что более тёплые и влажные условия повышают биологическую продуктивность в арктических озёрах, что, в свою очередь, приводит к выбросам метана из их отложений».
Большинство метана было произведено в верхних 10 см озёрных отложений. В этих неглубоких слоях сочетание свежего, богатого органикой материала и повышенной микробной активности создаёт идеальные условия для образования метана. Исследователи рассчитали, сколько метана может диффундировать из отложений в надлежащую воду и, в конечном итоге, в атмосферу.
Команда сравнила свои выводы с данными более чем 60 озёр по всему миру. Это показало, что потоки метана из отдельных арктических озёр обычно ниже, чем в тропических или умеренных регионах, но всё же значительны и сильно варьируются, учитывая большое количество озёр в северных ландшафтах. И, что удивительно, они похожи на некоторые бореальные озёра.
Мари объяснила: «Одним из поразительных аспектов этой работы является то, насколько арктические озёра отличаются друг от друга. Некоторые выделяют гораздо больше метана, чем другие, в зависимости от местных факторов, таких как растительный покров, форма озера или состав отложений. Вот почему важно изучать широкий спектр типов озёр, если мы хотим понять роль Арктики в будущих климатических обратных связях».
Исследователи также создали прогностические модели с использованием машинного обучения, чтобы определить наиболее важные факторы, влияющие на выбросы метана в разных биомах. Это помогло подчеркнуть важность первичной продуктивности и климатических переменных — особенно температуры и осадков.
Это исследование добавляет важный фрагмент в пазл того, как арктические экосистемы реагируют на изменение климата. По мере повышения температуры и удлинения вегетационных периодов арктические ландшафты зеленеют, а озёра, как ожидается, станут более продуктивными, что может привести к более высоким выбросам метана.
Исследование подчёркивает важность включения озёрных отложений в арктические бюджеты парниковых газов. Оно также показывает, что, казалось бы, небольшие изменения окружающей среды могут иметь серьёзные последствия для выбросов метана.
«Арктика быстро меняется, и нам нужно понять все задействованные обратные связи», — сказала Мари. «Наша работа показывает, что повышение продуктивности экосистем — то, что мы могли бы считать положительным явлением — также может увеличить выбросы метана и ускорить потепление».
Предоставлено Арктическим университетом Норвегии в Тромсё.