Учёные из Университета Гётеборга выяснили: значительная часть выбросов углекислого газа после ледникового периода могла произойти из-за таяния вечной мерзлоты
Уровень углекислого газа в атмосфере естественным образом меняется между ледниковыми периодами и межледниковьями. Новое исследование, проведённое учёными из Университета Гётеборга, показывает, что неожиданно большая доля выбросов углекислого газа после ледникового периода могла быть вызвана таянием вечной мерзлоты.
Долгое время считалось, что колебания уровня углекислого газа в основном определялись переходами между ледниковыми и межледниковыми периодами. Во время ледниковых периодов уровни CO₂ падали, а во время межледниковий поднимались примерно на 100 частей на миллион (ppm).
Ранее основной причиной таких изменений считалось то, что более тёплые и хорошо перемешанные океаны не могут хранить столько углерода и поэтому выделяют его в атмосферу между ледниковыми периодами.
Однако новое исследование из Университета Гётеборга показывает, что таяние вечной мерзлоты могло стать причиной значительной доли выбросов углекислого газа. Работа опубликована в журнале Science Advances.
«Мы пришли к выводу, что земли к северу от Тропика Рака, на 23,5 градуса северной широты, выделяли много углерода, когда средняя температура в Северном полушарии повысилась после нашего последнего ледникового периода. Мы считаем, что этот обмен углеродом мог стать причиной почти половины повышения уровня углекислого газа в атмосфере», — говорит Амели Линдгрен, исследователь в области экосистемных наук в Университете Гётеборга.
Как проводилось исследование
Исследователи считают, что во время ледникового периода большое количество углерода было сохранено, когда трава и другие растения просто замёрзли в земле, а сверху осела принесённая ветром каменная пыль. Такие отложения, известные как лёсс, образуются во время ледниковых периодов и могут достигать десятков метров в толщину. Они встречаются на больших территориях Европы и Азии, а также в Северной Америке.
Для улавливания органического материала в этих отложениях необходима вечная мерзлота, и даже обычная почва с вечной мерзлотой содержит больше органического углерода, чем незамёрзшая почва, потому что холод замедляет скорость разложения.
Объединив анализ пыльцы за последние 21 000 лет с климатическими данными из моделей, исследователи смогли оценить типы растительности, существовавшие в разных местах на протяжении всей истории.
«Мы решили делать снимки каждые тысячу лет. Как только мы узнаем, какой тип растительности преобладал, мы сможем оценить, сколько углерода было накоплено в почве. Таким образом, мы можем смоделировать, как обмен углеродом между почвой и атмосферой выглядел с момента последнего ледникового периода», — говорит Линдгрен.
Около 21 000 лет назад континентальные ледяные щиты достигли максимальной протяжённости в Северном полушарии. Вся Скандинавия и то, что сейчас является Канадой, были покрыты льдом, а вечная мерзлота преобладала на больших территориях Сибири, Китая и части Центральной Европы.
В период с 17 000 по 11 000 лет назад стало теплее. Это привело к таянию вечной мерзлоты, что вызвало увеличение выбросов CO₂ из земли в атмосферу.
Предыдущие анализы ледяных кернов показывают, что содержание углекислого газа в атмосфере повысилось следующим образом:
Согласно исследователям, это естественные колебания между ледниковыми периодами и межледниковьями. Однако, несмотря на сокращение ледяного покрова и продолжающееся таяние новых участков вечной мерзлоты, содержание углекислого газа после этого не увеличилось значительно больше.
«Мы видим, что торфяники накапливали большое количество углерода в течение голоцена. Со временем поглощение торфяниками фактически компенсировало выбросы, которые произошли из-за таяния вечной мерзлоты», — говорит Линдгрен.
Однако за последние 250 лет люди нарушили естественный углеродный цикл, сжигая большое количество ископаемого углерода, в основном угля и нефти. С начала промышленной революции в XIX веке содержание углекислого газа в атмосфере увеличилось с 280 ppm до 420 ppm сегодня.
«Сейчас в атмосфере чрезвычайно высокий уровень углекислого газа, а вечная мерзлота тает по мере повышения температуры. В прошлый раз, когда вечная мерзлота уменьшилась, нам помогло увеличение накопления углерода в торфяниках и появление новых земельных участков, когда континентальные ледяные щиты отступили. В будущем у нас будет меньше земли из-за повышения уровня моря, и трудно сказать, где мы будем хранить углерод, который будет выделяться», — говорит Линдгрен.
Предоставлено Университетом Гётеборга.