В конце сухого сезона: импульсы углекислого газа над Австралией

В конце сухого сезона в атмосфере над австралийским континентом ежегодно повторяются импульсы CO₂. Это открытие сделала международная исследовательская группа под руководством профессора-физика окружающей среды Андре Буца из Гейдельбергского университета.

Для изучения углеродных потоков над Австралией ученые проанализировали измерения атмосферного CO₂. Их анализ показывает, что выбросы CO₂ резко возрастают, когда сильный дождь выпадает на пересохшую почву, активируя микроорганизмы в ней. Полученные данные свидетельствуют, что засушливые регионы оказывают большее влияние на изменения глобального углеродного цикла, чем считалось ранее.

Австралийский континент характеризуется сухими экосистемами и сильно меняющимися режимами осадков. Как правило, в конце сухого сезона, когда выпадают первые дожди, выбросы CO₂ над Австралией резко возрастают.

«Этот эффект хорошо известен на локальном уровне, но никогда не наблюдался на континентальном», — отмечает Ева-Мари Мец, докторант из рабочей группы профессора Буца в Институте физики окружающей среды Гейдельбергского университета.

Были проанализированы данные о концентрации атмосферного CO₂, полученные со спутника GOSAT (Greenhouse Gases Observing Satellite). Используя спутниковые данные с 2009 по 2018 год, ученые обнаружили, что сезонная динамика концентраций CO₂ над Австралией гораздо более изменчива, чем предполагалось.

До сих пор нехватка наземных данных затрудняла выявление механизмов, вызывающих эти вариации. Исследователи загрузили спутниковые данные GOSAT в атмосферную инверсионную модель, используемую для оценки потоков CO₂ у поверхности. Стало ясно, что в австралийских наземных экосистемах должен существовать неизвестный ранее механизм высвобождения CO₂, отмечает доктор Санам Вардаг, чья группа также работает в Институте физики окружающей среды.

Дальнейшие исследования показали, что концентрации CO₂ всегда повышаются, когда сухие почвы увлажняются сильными дождями. Это вызывает так называемый «эффект Берча», сообщает доктор Вардаг. Почвенные микробы, неактивные в сухом состоянии, реактивируются влагой и размножаются, заставляя почву «дышать» и выделять CO₂.

Фотосинтез растений начинается позже, поэтому в конце сухого сезона углекислый газ не связывается, что и вызывает сезонный быстрый рост CO₂, который международной команде удалось выявить на континентальном уровне.

«Наши результаты, первые в континентальном масштабе, могут быть использованы для климатического моделирования и, таким образом, способствовать лучшему пониманию глобальных климатико-углеродных обратных связей», — поясняет профессор Бутц.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.