Древняя вечная мерзлота быстро превращается в углекислый газ при оттаивании

Исследователи из Геологической службы США (USGS) и их ключевые академические партнеры, включая Университет Колорадо в Боулдере, измерили, как быстро разлагается древняя вечная мерзлота после оттаивания и сколько углекислого газа при этом образуется.

Огромные запасы органического углерода в мерзлотных почвах, замороженных на сотни и десятки тысяч лет в высоких северных широтах, в настоящее время изолированы от современного углеродного цикла. Однако при оттаивании из-за изменения климатических условий, пожаров или других нарушений этот массивный резервуар углерода может разложиться и быть выброшен в виде парниковых газов (CO₂ и CH₄) или перенесен в виде растворенного органического углерода в реки и ручьи.

В новом туннеле, эксплуатируемом Инженерными войсками армии США недалеко от Фэрбенкса на Аляске, исследовательская группа из USGS, CU-Boulder и Университета штата Флорида определила, как быстро разлагается растворенный органический углерод из древних (возрастом около 35 000 лет) почв "едомы" после оттаивания и сколько при этом производится CO₂. Едома — это особый тип мерзлотной почвы, широко распространенной на Аляске и в Сибири, на который приходится значительная часть углеродного пула мерзлотных почв.

Исследователи обнаружили, что более половины растворенного органического углерода в едоме разложилось в течение одной недели после оттаивания. Около 50% этого углерода превратилось в углекислый газ, а остальная часть, вероятно, стала микробной биомассой. Эти скорости относятся к самым быстрым из задокументированных для разложения мерзлоты. Ученые связывают такую быструю деградацию с высокими концентрациями низкомолекулярных органических кислот в растворенном органическом углеводороде, которые легко разлагаются.

Важным следствием исследования для водных экосистем является то, что растворенный органический углерод, высвобождаемый при оттаивании едомы, будет быстро преобразован в CO₂ и попадет в атмосферу из почв или малых водотоков, прежде чем он сможет быть перенесен в крупные реки или прибрежные районы.

Исследование было недавно опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).