Interfax-Russia.ru — Томские ученые изучат влияние таяния мерзлоты в Тянь-Шане на выброс углекислого газа. Ранее подобные исследования на этой территории не проводились.
Ученые Томского государственного университета (ТГУ) вместе с коллегами из Института химии и фитотехнологий Национальной академии наук Кыргызстана (НАН КР) определят объемы выброса углекислого газа (СО2) из деградирующей мерзлоты в горах Центрального Тянь-Шаня. В этом, как пояснил ведущий научный сотрудник лаборатории "БиоГеоКлим" ТГУ Сергей Лойко, экспертам поможет исследование такого природного процесса, как выветривание силикатов в горах.
"В ходе этого процесса происходит высвобождение катионов кальция, натрия и магния из минералов, вынос этих катионов реками с гор в бессточные котловины и орошаемые оазисы, где они накапливаются в почвах и донных отложениях озер в виде карбонатов и соды, тем самым участвуя в поглощении атмосферного углекислого газа", — сказал исследователь.
Ученые полагают, что выветривание силикатов в Тянь-Шане происходит довольно быстро. Об этом свидетельствуют и наблюдения агрономов из Ферганской долины. По прогнозам специалистов, в течение ближайших десяти лет в почве может сформироваться так называемая карбонатная плита, что очень затруднит работу местных фермеров.
"Потепление климата на фоне роста количества осадков в высокогорьях может усилить процессы выветривания, приводя к большему поглощению углекислого газа на равнинах", — отметили в ТГУ.
Первая научная экспедиция в горы Центрального Тянь-Шаня состоялась в июле. Исследователи работали на Арабельском плато.
"Мы нашли участки с многолетней мерзлотой, выкопали шурфы. Арабельское плато — очень "пестрая" и интересная территория, где присутствуют разные типы почв в одном месте. Большим плюсом является то, что там есть дорога, поскольку рядом ведется добыча золота. Это облегчает нам задачу по доставке образцов, которые необходимо вывезти на лабораторные исследования", — пояснил Лойко.
В следующих экспедициях, по его словам, специалисты планируют исследовать долины, которые находятся в предгорьях Тянь-Шаня. На этих участках они также отберут пробы, а затем изучат их в лаборатории. Ученые надеются, что полученные данные дадут представление о запасах углерода в почве, механизме и объемах его захвата из атмосферы в почвах долин.
"Подобные исследования на данной территории (в горах Тянь-Шаня — ИФ) ранее не проводились. Вообще, Кыргызстан и Центральная Азия, в пределах бывшего СССР, на карте мировых запасов почвенного углерода выглядят как большое белое пятно. Представлено менее полутора десятка точек для всех этих стран, результаты исследований, проводившихся еще в СССР, не входят в эти базы", — отметил научный сотрудник лаборатории "БиоГеоКлим" ТГУ.
Таким образом, данные, которые ученые получат в рамках проекта, позволят заполнить этот пробел и дадут понимание того, каким может быть вклад южных территорий в поглощение парниковых газов, а также каковы отличия углеродного цикла на юге и севере.
Кроме того, как отметил Лойко, новые рабочие контакты ученых ТГУ с коллегами из Таджикистана и Узбекистана позволят увеличить протяженность мегатрансекта — маршрута отбора проб и сети научных станций, развитием которой занимается Томский госуниверситет. Так, вузовскую базу данных пополнит информация о цикле углерода в горных озерах Турции, Армении и высокогорных болотах Эквадора.
Ранее группа ученых Томского государственного университета исследовала 100 озер в Западной Сибири, появившихся из-за таяния вечной мерзлоты. Результаты научной работы опубликованы в журнале Water (Q1).
Термокарстовые озера образуются в результате проседания земной поверхности, вызванного деградацией вечной мерзлоты. Эти природные объекты очень чувствительны к изменению климата и могут служить индикаторами его изменения.
Также термокарстовые озера играют важную роль в круговороте углерода.
"Термокарстовые озера в Западной Сибири являются важными природными инструментами, контролирующими накопление органического углерода и микроэлементов во внутренних водах, а также выбросы парниковых газов в атмосферу. При этом формы нахождения органического углерода, макро- и микроэлементов в этих водных объектах остаются малоизученными", — сообщил руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории "БиоГеоКлим" ТГУ Ринат Манасыпов.
По его словам, он и его коллеги изучили более 100 проб озерных вод на участке протяженностью более 1,5 тыс. км от поселка Стрежевой (Томская область) до Тазовского (ЯНАО). Исследователи попытались определить взаимосвязь между коллоидным содержанием элемента и площадью поверхности озера, зонами распространения вечной мерзлоты, уровнем pH и концентрациями основных коллоидных компонентов, таких как органический углерод, железо и алюминий.
"Химические элементы в истинно-растворенной форме имеют малый размер частиц, совпадающий с размером пор клеточной мембраны растений и бактерий, что делает эту форму биодоступной для них. А в коллоидной форме размер частиц химических элементов больше, поэтому они не усваиваются, происходит их осаждение или вынос в речную сеть и далее в мировой океан", — пояснил Манасыпов.
Анализ проб показал, что от немерзлотной зоны и далее к северу в термокарстовых озерах увеличивается коллоидная фракция органического углерода, железа, алюминия и большинства тяжелых металлов. Также ученые выявили закономерность: чем больше площадь водоема, тем больше в нем коллоидных фракций органического углерода, никеля и редкоземельных элементов. По их мнению, это может быть связано с усиленной аккумуляцией этих элементов с площади водосбора и с разрушением торфа на границе озера.
"Потепление климата и таяние вечной мерзлоты в Западной Сибири, вероятно, сместят границы вечной мерзлоты к северу, так что на севере сплошная криолитозона станет прерывистой, а южная часть криолитозоны освободится от многолетней мерзлоты", — предполагают в ТГУ.
Вместе с тем, ученые считают: если температура окружающей среды на Земле не будет резко меняться, коллоидные пропорции органического углерода и большинства макро- и микроэлементов в термокарстовых озерах Западной Сибири, скорее всего, останутся на прежнем уровне.
Согласно прошлым исследованиям ученых ТГУ, общие запасы углерода в донных отложениях термокарстовых озер Западной Сибири составляют 1,3 млрд тонн (1,3 Пг), а скорость общего накопления органического углерода в озерах — около 8 млн тонн в год (7,8±0,7 Тг). Таким образом, как отмечают ученые, термокарстовые озера Западной Сибири ежегодно аккумулируют от 25 до 40% всего органического углерода, накопленного в бореальных озерах мира.
"Восемь миллионов тонн, которые ежегодно накапливаются в донных отложениях озер, — это более 30% от общего объема органического углерода, высвобождающегося при таянии вечной мерзлоты и поступившего в атмосферу. Можно прогнозировать, что в случае дальнейшего потепления и оттаивания мерзлых торфяников масштабы их деградации и поступления органического углерода из мерзлого торфа в озера возрастут. При этом большая часть ОС поступит в атмосферу в виде углекислоты и метана. Прогнозировать объемы эмиссии пока сложно, это предмет дополнительного изучения", — рассказывал Ринат Манасыпов.
