Международная группа ученых исследовала стоки реки Маккензи, которая впадает в море Бофорта Северного Ледовитого океана. Исследование показало, что сегодня таяние вечной мерзлоты приводит к тому, что дельта реки выделяет больше углекислого газа (CO2), чем поглощает. Но есть важные факторы, которые сдерживают рост выбросов.
Река Маккензи выносит осадочные породы в море Бофорта в виде «молочных» вихрей. Спутниковый снимок 2017 года. Ученые изучают, как речной сток влияет на выбросы углекислого газа в этой части Северного Ледовитого океана. NASA Earth Observatory / Jesse Allen (using Landsat data from USGS)
Северный Ледовитый океан — один из важнейших «поглотителей» углерода на Земле. Его холодные воды поглощают около 180 миллионов тонн углерода в год. Это в три раза больше, чем ежегодно выбрасывает Нью-Йорк.
Международная группа ученых исследовала стоки реки Маккензи, которая впадает в море Бофорта Северного Ледовитого океана. Как и во многих частях Арктики, в дельте Маккензи в последние годы температуры во все времена года повысились. Исследование показало, что сегодня таяние вечной мерзлоты приводит к тому, что дельта реки выделяет больше углекислого газа (CO2), чем поглощает. Но есть важные факторы, которые наоборот сдерживают рост выбросов.
В этом болотистом уголке Северо-Западных территорий Канады вторая по величине речная система континента завершает свой путь длиной в тысячу миль. Река уносит в море минеральные и органические вещества, в том числе углеродные соединения. Хотя некоторая часть углерода в конечном итоге выбрасывается в атмосферу, ученые полагали, что юго-восточная часть моря Бофорта поглощает больше CO2, чем выделяет. Но так ли это, до сих пор было неясно.
Чтобы заполнить этот пробел, ученые использовали биогеохимическую модель глобального океана под названием ECCO-Darwin. Модель основана на всех доступных наблюдениях за океаном, собранных за более чем два десятилетия с помощью морских и спутниковых инструментов.
Ученые использовали ECCO-Darwin для моделирования сброса пресной воды, а также элементов и соединений, которые она несет, включая углерод, азот и кремнезем, в течение почти 20 лет (с 2000 по 2019 год).
Как показало исследование, речной сток за это время изменил углеродный баланс: это привело к чистому выбросу (с учетом поглощения) CO2 в размере 0,13 миллиона тонн в год. Много это или мало? Это примерно эквивалентно годовым выбросам 28 000 автомобилей с бензиновым двигателем. Если учесть, что на Земле несколько миллиардов автомобилей, это — в глобальном смысле совсем немного. Но ученые ожидали другого: была надежда, что Маккензи уносит больше углерода, чем поглощает.
Река Маккензи собирает воду с территории площадью почти 1,8 миллиона квадратных километров на своем пути на север к Северному Ледовитому океану. Углерод выделяется в результате таяния вечной мерзлоты и торфяников, но река большую его часть смывает его в море.
NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS и научная группа США/Японии ASTER.
Как Арктика поглощает CO2
Ученые на протяжении десятилетий изучали круговорот углерода между открытым океаном и атмосферой — процесс, называемый потоком CO2 воздух-море. Однако данные наблюдений скудны на побережье Северного Ледовитого океана, где рельеф, морской лед и длинные полярные ночи затрудняют долгосрочный мониторинг.
«С помощью нашей модели мы пытаемся изучить реальный вклад прибрежных территорий и рек в углеродный цикл Арктики», — говорит ведущий автор работы Клеман Бертен.
По словам ученых, с 1970-х годов Арктика нагревалась как минимум в три раза быстрее, чем любой другой регион на Земле. Это привело к преобразованию ее вод и экосистем. Некоторые из этих изменений способствуют увеличению выделения CO2 в регионе, а другие напротив приводят к большему поглощению CO2.
Например, по мере таяния арктических земель и таяния снега и льда реки текут быстрее и смывают больше органических веществ из вечной мерзлоты и торфяников в океан. С другой стороны, микроскопический фитопланктон, плавающий у поверхности океана, все чаще использует сокращение морского льда для цветения в открытой воде и солнечном свете. Эти морские организмы улавливают и поглощают атмосферный CO2 в ходе фотосинтеза.
Модель ECCO-Darwin используется для изучения этого цветения и связи между льдом и жизнью в Арктике.
Ученые отслеживают эти, казалось бы, небольшие изменения в Арктике и за ее пределами, потому что океанские воды остаются критически важным буфером, сдерживающим изменение климата: океан улавливает до 48% углерода, образующегося при сжигании ископаемого топлива.
