Когда Мередит Хольгерсон поступила в Корнельский университет в 2020 году, она начала искать идеальные пруды. Изучая карты и следуя советам, она отправлялась в леса центрального Нью-Йорка с надувным каяком за спиной.
К 2021 году она нашла два водоёма — Мад-Понд и Техас-Холлоу-Понд, — похожих по размеру, но разных по ключевым параметрам. Это помогло её команде понять, почему и как пруды — часто недостаточно изученные и игнорируемые при составлении углеродного бюджета — выделяют такой большой объём парниковых газов.
Исследование двух прудов
Исследование, [опубликованное](https://aslopubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lno.70273) в журнале Limnology and Oceanography, раскрывает удивительные и сложные механизмы накопления, хранения и выделения углекислого газа и метана в прудах. Исследователи обнаружили, что Техас-Холлоу, хотя и немного глубже Мад-Понда (более чем на метр), выделяет более чем в два раза больше углекислого газа.
Они также изучили, как [стратификация прудов](https://phys.org/news/2025-08-atmosphere-emit-methane-turbid.html?utmsource=embeddings&utmmedium=related&utm_campaign=internal) — степень, в которой вода образует слои с разной температурой — влияет на выбросы метана. Выяснилось, что небольшие различия в глубине и освещённости водоёмов привели к неожиданным результатам: из ила Мад-Понда выделялось почти в два раза больше метана, чем из Техас-Холлоу.
Вклад исследования в науку
Исследование поможет более точно рассчитать выбросы углекислого газа и поглощение углерода из прудов, а также разработать меры по их локальному управлению.
«Важно выяснить эти механизмы», — сказала Хольгерсон, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии в Колледже сельского хозяйства и наук о жизни. «Выявление механизмов позволит нам более точно моделировать потоки углерода, и тогда мы сможем улучшить прогнозы о том, как разные типы озёр и прудов влияют на региональные или глобальные выбросы».
По словам Хольгерсон, пруды относительно их размера являются «биогеохимическими горячими точками», накапливающими и выделяющими высокие уровни [парниковых газов](https://phys.org/news/2023-09-ponds-greenhouse-gas.html?utmsource=embeddings&utmmedium=related&utm_campaign=internal). Это подтвердилось для Мад-Понда и Техас-Холлоу, которые, по данным исследователей, накапливали в своих отложениях большое количество углерода и выделяли значительные объёмы углекислого газа и метана.
Выводы исследования
Команда изначально предположила, что чем сильнее стратификация, то есть чем более выражены и продолжительны слои воды, тем больше метана будет производиться и выделяться. Однако результаты исследования Мад-Понда и Техас-Холлоу удивили их. Выбросы углекислого газа, которые, как они ожидали, будут выше в Мад-Понде из-за более высокого уровня кислорода по всему водоёму, оказались более чем в два раза выше в Техас-Холлоу.
Исследователи предполагают, что играют роль и другие факторы. Мад-Понд, который менее стратифицирован, чем Техас-Холлоу, имеет более равномерное проникновение света по всему водоёму, что позволяет растениям расти и процветать. Растения поглощают углекислый газ, что, возможно, способствует снижению выбросов. Но когда растения умирают, они опускаются на дно, разлагаются, и выделяющийся метан поднимается на поверхность.
«Мы думаем, что взаимосвязь между стратификацией и выбросами газов может быть своего рода ситуацией „золотого сечения“», — сказала Хольгерсон. «Если у вас действительно сильная стратификация, газы производятся, но некоторые из них задерживаются, а при отсутствии стратификации пруд часто перемешивается и имеет много кислорода, что может снизить производство метана. Но в промежутке, если у вас есть более слабая стратификация и свет по всему столбу воды и растениям, как в Мад-Понде, вы можете получить больше метана».
Команда Хольгерсон продолжает анализировать данные из прудов. В 2024 году они использовали генератор и циркулятор, чтобы «перевернуть» Техас-Холлоу, имитируя летний шторм и измеряя влияние на выбросы. Они также включают пруды в более широкое исследование 16 водоёмов по всему штату Нью-Йорк, чтобы оценить, сохранятся ли закономерности, обнаруженные в Мад-Понде и Техас-Холлоу, при более широком выборке.
«Мы особенно заинтересованы в том, как [стратификация влияет](https://phys.org/news/2024-11-qa-atmospheric-methane.html?utmsource=embeddings&utmmedium=related&utm_campaign=internal) на выбросы метана в контексте изменения климата — поскольку повышение температуры может усилить стратификацию», — сказала Хольгерсон.
Предоставлено Корнельским университетом.