'Дыхание Земли': эрозия гор - недостающий элемент в климатической головоломке

Горы ежегодно высвобождают примерно столько же углерода, сколько и вулканы — около 100 мегатонн, однако сам этот процесс изучен крайне слабо. Понимание этих выбросов может рассказать больше об их влиянии на климат, как в прошлом, так и в будущем.

В течение миллионов лет углерод был заключен в горных породах. Когда эти породы обнажаются у поверхности, кислород воздуха и воды может вступать в реакцию с органическим веществом в них и высвобождать углерод в виде углекислого газа. Профессор Роберт Хилтон, геолог из Даремского университета (Великобритания), сравнивает это с «дыханием Земли». Он возглавляет проект ROC-CO₂, цель которого — количественно оценить вклад органического углерода в горных породах в естественный углеродный цикл.

Ранее в моделях считалось, что горы улавливают углерод из атмосферы. Однако высвобождение органического углерода в процессе эрозии может сократить предполагаемый объем углерода, удаляемого из атмосферы. Эти вклады, а также понимание того, как они изменятся по мере потепления планеты, важны для прогнозирования будущего климата. По словам профессора Сьюзан Трамбор из Института биогеохимии Общества Макса Планка (Германия), способность предсказывать будущее ограничена из-за фундаментального непонимания многих процессов в углеродном цикле, особенно на суше.

В рамках проекта ROC-CO₂ профессор Хилтон и коллеги разрабатывают методы измерения скорости выбросов углерода (потока) из гор. Один из методов предполагает прямое измерение с помощью герметичной камеры, установленной над скважиной в породе. Критически важно доказать древнее происхождение углерода, для чего используется анализ на отсутствие радиоактивного углерода-14, который со временем распадается в древних породах. Другой метод — отслеживание продуктов реакций выветривания в реках. Исследования, например, в бассейне реки Косньипата в Перу, показали расхождения между оценкой эрозии в Андах и фактическим содержанием углерода в речных отложениях, что ставит под вопрос углеродный бюджет таких регионов, как бассейн Амазонки.

Профессор Хилтон исследует углеродные потоки по всему миру — от Канады и Франции до Швейцарии и Новой Зеландии. Цель — не только количественно оценить глобальные потоки, но и понять, что ими управляет и как они реагируют на изменения температуры и осадков. Исследователи уже показали, что климат и количество осадков влияют на скорость эрозии. Ключевой вопрос, на который надеется ответить профессор Хилтон: может ли усиление эрозии высвободить еще больше углерода, тысячелетиями хранившегося в породах, и тем самым ускорить изменение климата, влияя на время жизни CO₂ в атмосфере.