Вечная мерзлота сдерживает арктические реки — и огромные запасы углерода

Новое исследование Дартмутского колледжа впервые доказывает, что именно промерзший грунт является доминирующей силой, формирующей самые северные реки Земли. Согласно исследованию в Proceedings of the National Academy of Sciences, вечная мерзлота — толстый слой почвы, остающийся замороженным два и более года подряд, — является причиной, по которой арктические реки, в отличие от рек южнее, равномерно ограничены меньшими площадями и более мелкими долинами.

Однако вечная мерзлота также представляет собой всё более хрупкий резервуар, хранящий огромные объёмы углерода. По расчётам учёных, по мере ослабления арктической мерзлоты из-за изменения климата, каждые 1,8 градуса по Фаренгейту (1 °C) глобального потепления могут высвобождать количество углерода, сопоставимое с годовыми выбросами 35 миллионов автомобилей. Это произойдёт из-за расширения полярных водотоков и взмучивания тающего грунта.

«Вся поверхность Земли находится в состоянии противоборства между процессами вроде формирования склонов, которые сглаживают ландшафт, и силами, такими как реки, которые его расчленяют», — сказала ведущий автор Джоанмари Дель Веккио. «Если склоны возьмут верх, они похоронят весь углерод, запертый в почве. Но если станет тепло и речные каналы вдруг начнут побеждать, мы увидим, как огромное количество углерода высвободится в атмосферу».

Исследователи проанализировали глубину, топографию и почвенные условия более чем 69 000 водосборов по всему Северному полушарию. Они обнаружили, что 47% изученных бассейнов сформированы вечной мерзлотой. Их речные долины глубже и круче, а русла занимают примерно на 20% меньше окружающей территории по сравнению с бассейнами в умеренном климате. Эти сходства сохраняются, несмотря на различия в ледниковой истории, крутизне рельефа, количестве осадков и других факторах.

«Любым способом, которым мы это анализировали, регионы с более крупными и многочисленными речными каналами оказались теплее, со более высокой средней температурой и меньшим распространением вечной мерзлоты», — отметила Дель Веккио.

Способность мерзлоты ограничивать площадь арктических рек также позволяет ей хранить в мёрзлой земле колоссальные объёмы углерода. Учёные предупреждают, что Арктика уже прогрелась более чем на 3,6 °F (2 °C) выше доиндустриального уровня, и ландшафт вынужден реагировать быстро, что может быть разрушительно.

«Наше понимание арктических ландшафтов более или менее находится там, где мы были с умеренными ландшафтами 100 лет назад, — сказала соавтор Мариса Палучис. — Это исследование — важный первый шаг, показывающий, что модели и теории для умеренных водосборов просто неприменимы к полярным регионам. Это целый новый набор дверей, которые нужно открыть, чтобы понять эти ландшафты».