Потенциальное влияние сибирской мерзлоты на климат нужно оценивать не по усреднённым данным, а с помощью «индивидуального подхода» к разным регионам.

На территории с вечной мерзлотой приходится 25% земной суши, и если глобальное потепление доберётся до неё, могут случиться большие проблемы. Речь не столько о том, что почва в буквальном смысле начнёт уходить из-под ног, и даже не о том, что повысится уровень Мирового океана, а о том, что в вечной мерзлоте, как в тысячелетнем холодильнике, хранится очень много органических веществ. Когда мерзлота начнёт таять, эти вещества освободятся, кроме того, изменится состояние самой почвы – её влажность, насыщенность кислородом и пр. В таких условиях почвенные микроорганизмы начнут активно перерабатывать органику и выделять парниковые газы.

Таймырская тундра весной. (Фото: okyela / Depositphotos) 

Возможное влияние тающей мерзлоты на климат сейчас активно исследуют, и, разумеется, львиная доля таких исследований проводится в России – скажем, прошлой осенью мы писали о том, как сотрудники Сколковского института науки и технологий, Московского государственного университета и Университета штата Флорида оценивали количество мерзлотной органики, которая может дать углекислый газ.

Но ведь земли с вечной мерзлотой – это не просто территории, где очень холодно, они отличаются по географии, по климату, по биологическим характеристикам. Если говорить о Сибири, с которой вечная мерзлота в первую очередь и ассоциируется, то она состоит из несколько частей: Западная Сибирь расположена между Уралом и Центрально-сибирским плоскогорьем и включает в себя Алтайский край, участки от Тюменской до Кемеровской области. Средняя занимает место между реками Енисей и Лена, а главным ее регионом является Красноярский край. Далее следует Восточная и Дальне-Восточная Сибирь, к которым относят Саяны, Якутию, Бурятию и Забайкальский край. При этом в каждую из перечисленных зон входят участки как покрытые вечной мерзлотой, так и без нее.

Исследователи из Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения РАН» (ФИЦ КНЦ СО РАН) попытались определить интенсивность выбросов парниковых газов в различных районах Сибири и влияние мерзлоты на эти выбросы, проанализировав данные более трёх тысяч наблюдений. Парниковые газы выделяют как мерзлотные, так и немерзлотные зоны. Оказалось, что в Западной Сибири парниковых газов выделяют больше как раз немерзлотные территории, а в Средней Сибири, наоборот, парниковая эмиссия больше с мерзлотных зон.

Кроме того, на разных территориях отличаются выбросы углекислого газа и метана. Как говорится в статье в Environmental Research, в течение последних тридцати лет немерзлотные почвы Западной Сибири стали выбрасывать парниковых газов всё больше, а вот немерзлотные почвы Средней Сибири выбрасывают СО₂ всё меньше. С другой стороны, мерзлота Восточной Сибири в последнее время стала высвобождать больше метана.

Одна из причин, из-за которых парниковые выбросы отличаются между регионами Сибири, связана с реакцией почвенных микроорганизмов и растений на разогрев поверхности грунта: чем выше температура, тем активнее микробы и дыхание корней растений. По словам Оксаны Масягиной, научного сотрудника Института леса им. В. Н. Сукачева Красноярского научного центра СО РАН, у мерзлотной зоны своеобразный температурный режим почвы.

Надмерзлотный активный слой почвы с микробами и корнями сильнее всего протаивает в конце августа. Почти всё лето мерзлота мешает разогреву почвы, и нужно время, пока она оттает. Только тогда появятся условия, благоприятные для микробного метаболизма и жизнедеятельности растений, в результате которых и выделяются парниковые газы. А в сентябре температура начинает вновь снижаться и происходит смыкание мерзлоты – её обратное промерзание.

При этом образование метана происходит в отсутствие кислорода. Обычно влажные места содержат больше метана, следовательно, они и выбрасывают его больше, чем сухие. В случае углекислого газа зависимость обратная. В соответствии с этим изменяется количество выбросов – значит, в относительно сухих экосистемах больше выделяется углекислого газа, тогда как в местах с повышенной влажностью будет больше метана.

По словам авторов работы, из-за особенностей температурного режима почвы мерзлотные экосистемы, возможно, более стабильны, чем предполагалось, и в настоящее время вносят не такой большой вклад в выделение парниковых газов. Но поскольку различные участки Сибири выделяют неравномерное количество парниковых газов, то и для оценки общего количества парниковых выбросов на территории Сибири нужно использовать не усредненные данные, полученные в одной местности, а измерять потоки парниковых газов для разных регионов с учётом их особенностей. Для этого следует расширить сбор данных и создать сеть стационарных точек мониторинга, что позволит определить вклад Сибири в глобальный цикл углерода и изменение климата на планете.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Академии Финляндии.

По материалам ФИЦ КНЦ СО РАН.