Предложена новая дата начала антропоцена: когда люди впервые изменили глобальный уровень метана

Человечество меняет окружающую среду как минимум 10 000 лет. Антропоцен — это название конкретного периода в истории Земли, когда деятельность человека начала оказывать глобальное влияние на климат и экосистемы планеты. Несмотря на формальный отказ в признании его геологической эпохой, этот термин широко используется в академических исследованиях как удобное обозначение эпохи человеческого вмешательства в систему Земли.

В качестве начала антропоцена предлагались различные даты — от начала XVII века до середины XX века, когда были взорваны первые атомные бомбы. Моё новое исследование концентрации метана в атмосфере поддерживает идею ранней даты, когда прибытие европейцев в Америку впервые заметно повлияло на атмосферу, но немного раньше предыдущих оценок.

Ледяные керны — цилиндры льда, пробуренные в ледниках и ледяных щитах — предоставляют важные свидетельства исторических изменений глобального состава атмосферы. Именно из этих записей в 2015 году учёные-системщики из Университетского колледжа Лондона Саймон Льюис и Марк Маслин впервые предложили дату доиндустриального начала антропоцена. Они предположили, что беспрецедентное падение уровня CO₂ в атмосфере, зафиксированное в ледяных кернах (так называемый «пик Орбис»), датируется 1610 годом. Этот необычно низкий уровень отражает дополнительное поглощение атмосферного CO₂ деревьями из-за восстановления лесов в Америке после прибытия европейцев в конце 1400-х годов.

Моё собственное исследование изменений концентрации метана указывает на то, что антропоцен начался немного раньше — в 1592 году. Записи ледяных кернов показывают минимальную концентрацию атмосферного метана ровно через 100 лет после того, как исследователь Христофор Колумб впервые ступил на землю Америк. Это, как я считаю, укрепляет поддержку гипотезы, выдвинутой Льюисом и Маслиным десять лет назад.

В статье, опубликованной в Nature Reviews Earth & Environment, я рассматриваю эффекты глобальных колебаний в обмене метаном деревьями и лесами. Метан — парниковый газ, примерно в 80 раз более мощный, чем углекислый газ, за 20-летний период. Ключевым моментом является то, что метан имеет короткое время жизни — чуть менее десяти лет, поэтому любая запись в ледяном керне будет гораздо более чувствительна к изменениям в цикле метана, чем запись долгоживущего CO₂.

Деревья и их кора, несмотря на биологически инертный вид по сравнению с листьями, являются важными интерфейсами обмена метаном. В заболоченных и лесных поймах, таких как Амазония, они служат точками выхода метана в атмосферу. Однако в прошлом году моя команда обнаружила, как более обширные лесные массивы на хорошо дренированных почвах взаимодействуют с атмосферным метаном: деревья являются хозяевами микробов, которые напрямую удаляют метан из атмосферы. Это один из двух механизмов, которые вместе могут объяснить беспрецедентное падение концентрации метана в антарктических ледяных кернах в первом столетии после прибытия европейцев в Америку.

Второй механизм связан с тем, как деревья перехватывают осадки. Возможно, всплеск восстановления лесов привёл к увеличению испарения и транспирации, что ограничило сток воды в водно-болотные угодья — крупный источник метана. Таким образом, небольшое сокращение площади водно-болотных угодий в сочетании с увеличением поглощения метана деревьями могло снизить концентрацию метана в атмосфере и объяснить минимальные уровни, наблюдаемые в 1592 году.

Помимо древнего следа человеческого влияния на леса, записи метана в ледяных кернах дают возможность оценить недавно открытые процессы, происходящие в лесах мира. Связь между человечеством и природным миром настолько фундаментальна, что на протяжении всего нашего существования как вида мы были неотделимы от самой природы.