Арктические береговые линии долго не рассматривались в углеродных циклах, но новые исследования показывают, что эрозия вечной мерзлоты может выделять больше парниковых газов, чем считалось ранее.

Арктика, в силу интенсивного нагрева, быстро меняется: ледники тают, морские льды исчезают, а вечная мерзлота деградирует, что может ускорить изменение климата. Северный регион вечной мерзлоты охватывает примерно четверть суши Северного полушария и накапливает огромное количество углерода - более чем вдвое превышающее его содержание в атмосфере – в основном в вечной мерзлоте, которая может стать основным источником парниковых газов, поскольку почва оттаивает и когда-то спящие микробы просыпаются и начинают разрушать органическое вещество. Эта оттепель ускоряется в местах вдоль арктического побережья. В условиях сокращения морского льда в Арктике, скалы и береговые линии подвергаются воздействию штормов и волнения в течение более длительных периодов, ускоряя эрозию.

Береговые линии вечной мерзлоты Арктики, составляющие более трети общей протяжённости берегов Земли, разрушаются со средней скоростью примерно полметра в год, хотя в некоторых местах эта скорость превышает 20 метров в год. Мало что известно о судьбе органического углерода, который вследствие эрозии вечной мерзлоты, попадает в океан. Климатические модели предполагают, что он остаётся в океане. Но новое исследование Tanski et al. предполагает, что значительная часть поступает обратно в атмосферу в виде углекислого газа или других парниковых газов.

Исследователи количественно измерили выброс углерода в результате эрозии арктической вечной мерзлоты, имитируя смешивание вечной мерзлоты с морской водой в лаборатории, используя вечную мерзлоту и морскую воду, собранную в Кикиктаруке (остров Гершель) недалеко от канадского побережья Юкона.

Образцы вечной мерзлоты смешивались с морской водой в течение 4 месяцев - продолжительности среднего сезона открытой воды в Арктике - при 4°C для имитации реальных условий и при 16°C для изучения влияния температур потепления. Команда измерила выбросы углекислого газа и метана в аэробных условиях, а также общий и растворённый органический углерод, стабильные изотопы углерода и отношение органического углерода к азоту до и после четырёхмесячного периода для оценки оборота углерода.

Исследователи обнаружили, что в зависимости от глубины отбора проб вечной мерзлоты и температуры, при которой они инкубировались, от 1 до 13% исходного общего органического углерода в пробах выделялось в виде диоксида углерода. Большая часть этого высвобождения произошла в первые два месяца после смешивания, а производительность достигла пика через 11 дней.

Исследование на основе грубой экстраполяции локализованных результатов показывает, что эрозия вечной мерзлоты в Арктике может выделять в атмосферу значительное количество парниковых газов - до 0,9 Тераграмм углекислого газа в год от всей арктической береговой линии.

Модели углеродного цикла предполагают, что арктические побережья и континентальные шельфы являются поглотителями углерода. Поскольку температуры продолжают повышаться и сезон открытой воды в Арктике удлиняется, учет эрозии прибрежной вечной мерзлоты будет иметь решающее значение для балансировки углеродного бюджета Арктики.

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/where-does-the-carbon-go-when-permafrost-coasts-erode