Компьютерное моделирование: В климатическом перетягивании каната углерод, высвобождаемый из тающей вечной мерзлоты, побеждает с большим отрывом

В Арктике назревает противостояние за углерод на фоне изменения климата. С одной стороны, таяние вечной мерзлоты может высвободить в атмосферу огромные количества долгое время находившегося в замороженном состоянии углерода. С другой — по мере потепления в высоких широтах растения будут расти быстрее и поглощать больше углекислого газа из атмосферы. Новое компьютерное моделирование, проведенное учеными из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) Министерства энергетики США, показывает, что результат будет неравным: углерода, высвобождаемого из тающей вечной мерзлоты, будет значительно больше, чем поглощается арктической растительностью.

Этот вывод имеет ключевое значение для углеродного цикла и климата планеты. Если баланс сместится в сторону выбросов из вечной мерзлоты, изменение климата может ускориться. Моделирование, первое из учитывающих процессы в вечной мерзлоте и динамику углерода и азота в почве, показало, что к 2300 году при неконтролируемом изменении климата чистые потери углерода в атмосферу из арктической вечной мерзлоты составят от 21 до 164 петаграмм. Это эквивалентно выбросам CO₂ от деятельности человека за период от 2 до 16 лет.

Ученые включили в модель динамику азота, так как при таянии мерзлоты азот, содержащийся в более глубоких слоях почвы (ниже одного метра), разлагается и становится доступным для удобрения растений. Одновременно разлагается и попадает в атмосферу органический углерод из этих же слоев. Однако, как отмечает Чарльз Ковен из Berkeley Lab, скорость таяния вечной мерзлоты и его влияние на разложение глубинного углерода окажут гораздо большее воздействие на углеродный цикл, чем доступность глубинного азота для стимуляции роста растений.

Исследователи связывают относительно небольшое влияние азота с тем, что более глубокие слои вечной мерзлоты оттаивают только к осени или даже началу зимы, когда летнее тепло наконец достигает глубины более метра. На этой стадии вегетационного периода высвободившемуся азоту будет почти нечего удобрять. Результаты моделирования, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, также подчеркивают неопределенности в науке: диапазон прогнозируемых выбросов углерода (21–164 петаграммы) очень велик. Ученые указывают на необходимость дополнительных полевых и лабораторных исследований динамики разложения углерода в глубоких слоях вечной мерзлоты.