Ученые Лаборатории парниковых газов Института физики атмосферы имени Обухова РАН исследовали термокарстовые озера севера Западной Сибири— капсулированные водоемы, образующиеся при таянии многолетней мерзлоты. Они выяснили, что размеры таких озер обратно пропорциональны интенсивности выбросов метана в атмосферу. Результаты работы помогут точнее оценивать влияние арктических экосистем на климатические изменения.
Результаты опубликованы в журнале Atmospheric and Oceanic Physics.
Термокарстовые озера возникают там, где богатые льдом грунты проседают после оттаивания мерзлоты. В таких водоемах создаются бескислородные условия, благоприятные для деятельности метаногенных микроорганизмов. Именно поэтому они считаются одними из наиболее активных природных источников метана — парникового газа, который в 80 раз сильнее углекислого газа удерживает тепло в атмосфере.
Согласно результатам исследования, размеры озера оказываются важным фактором, определяющим интенсивность газообмена. Авторы показали, что при оценке эмиссии нельзя рассматривать все термокарстовые озера как единый тип водоемов. Небольшие и крупные озера отличаются по своим биогеохимическим процессам и вкладу в общий поток метана. Это особенно важно для Арктики, где количество таких озер исчисляется миллионами.
Как площадь озера влияет на выбросы газа
Авторы отмечают, что морфология водоема влияет на температуру воды, перемешивание слоев, накопление органического вещества и образование пузырьков метана. Эти факторы определяют, сколько газа будет поступать в атмосферу через диффузию и пузырьковый перенос.
Глубина исследованных озер и доля растворенного в воде кислорода оказались примерно одинаковыми вне зависимости от площади водоемов. Это значит, что в более крупных озерах метанотрофные организмы окисляли метан не столь интенсивно. В более крупных водоемах температура придонных слоев воды и донных отложений была выше. Это способствовало активности метаногенных организмов. Следует учитывать и то, что крупные озера характеризуются более высокой продуктивностью водорослей, которые обеспечивают анаэробов органическим субстратом для метаногенеза. Еще один существенный фактор — интенсивное перемешивание воды больших озер ветром, способствующее пузырьковой эмиссии. Говоря другими словами, связь морфологии арктических озер и выявленной эмиссии метана оказалась намного сложнее, чем предполагалось ранее.
Полученные данные позволят повысить точность климатических моделей, которые используются для прогнозирования последствий деградации вечной мерзлоты. По мере потепления климата количество термокарстовых озер и скорость их трансформации могут меняться, что способно усилить естественные выбросы парниковых газов.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, ранее показало, что очень маленькие водоемы площадью менее 0,001 км² могут вносить непропорционально большой вклад в выбросы метана и углекислого газа, хотя их часто даже не учитывают в глобальных оценках.
О «переписи» термокарстовых озер в масштабах всей российской Арктики мы рассказали здесь.
Источник: hi-tech.mail.ru