Выбросы метана в холодный сезон в Арктике оказались выше ожидаемых

Количество метана, ежегодно выделяющегося из почвы в течение долгого холодного периода в Арктике и попадающего в атмосферу Земли, вероятно, значительно выше, чем предполагают современные климатические модели. К такому выводу пришло крупное новое исследование под руководством Университета Сан-Диего.

Международная команда ученых обнаружила, что из арктической тундры в холодные месяцы, когда поверхность почвы замерзает (обычно с сентября по май), а также из возвышенной (сухой) тундры выделяется значительно больше метана, чем считалось ранее. По меньшей мере половина годовых выбросов метана происходит именно в холодный сезон, причем более сухие возвышенные участки тундры могут быть более мощным источником метана, чем заболоченные. Эти результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, бросают вызов ключевым допущениям современных глобальных климатических моделей.

Метан — мощный парниковый газ, потенциал глобального потепления которого в 25 раз выше, чем у CO₂ за 100-летний период. Основной источник метана в тундре — микробное разложение сезонно оттаивающей органики. Ученые опасаются, что изменение климата может привести к выбросам из вечной мерзлоты. Однако почти все измерения выбросов ранее проводились только летом, а холодный сезон, составляющий 70–80% года, оставался без внимания. Считалось, что при замерзшей почве эмиссия метана практически прекращается.

«Практически все климатические модели предполагают отсутствие или минимальные выбросы метана, когда земля замерзла. Это допущение неверно», — заявил эколог Уолтер Очел. Он объяснил, что вода в почве не замерзает полностью даже ниже 0 °C. В так называемый период «нулевой завесы», когда температура держится около 0 °C, средняя часть сезонно-талого слоя остается изолированной и незамерзшей. Микроорганизмы в этом слое продолжают производить метан в течение многих месяцев холодного периода.

Чтобы измерить зимние выбросы, исследователи модернизировали пять измерительных вышек в Аляске для круглогодичной работы. Данные, собранные в экстремальных условиях (до –40 °C), показали, что значительная часть выбросов в холодный сезон происходит именно в период «нулевой завесы», который длится с сентября до конца декабря. Кроме того, вопреки устоявшемуся мнению, в холодный сезон относительные выбросы метана были выше на сухих возвышенных участках тундры, чем на болотах. Замерзание поверхности тормозит окисление метана, а растения действуют как «дымоходы», облегчая его выход в атмосферу.

Спутниковые данные подтвердили, что такие возвышенные участки, являющиеся крупными источниками метана, составляют более половины всей тундры Аляски. Измерения с борта самолетов в рамках проекта NASA CARVE также согласуются с наземными данными, показывая, что обширные территории продолжают выделять метан с высокой интенсивностью долгое время после замерзания поверхности почвы.

Авторы подчеркивают важность учета этих наблюдений в климатических моделях для точного прогнозирования глобального бюджета метана и будущих изменений климата.