Тепло сверху, холодно снизу: Неожиданный эффект парниковых газов в озерах

Исследовательская группа под руководством Базельского университета и Университета Монреаля изучила, как текущее потепление климата влияет на "поведение" озер. Ученые выяснили, почему в придонных водах озера могут даже охлаждаться, несмотря на потепление у поверхности, и каковы последствия для производства и эмиссии парниковых газов. Результаты исследования опубликованы в последнем выпуске журнала Limnology and Oceanography Letters.

Озера играют важную роль в глобальном углеродном цикле, выступая в роли крупных природных биореакторов. Температура озера является важным ограничивающим фактором для количества углекислого газа и метана, которое оно выделяет в атмосферу. Ранее предполагалось, что глобальное потепление стимулирует микробные дыхательные процессы и производство этих парниковых газов, одновременно сокращая накопление углерода в донных отложениях. Международная исследовательская группа изучила эти взаимосвязи более детально и обнаружила неожиданные эффекты.

Основное внимание в работе уделялось температуре воды и производству парниковых газов в глубоких частях озер. Поверхность озер по всему миру нагревается, но они также теряют прозрачность из-за увеличения производства водорослей и повышенной мутности воды. Это приводит к тому, что больше тепла задерживается в верхних слоях, оставляя глубинные воды в тепловой изоляции. В некоторых случаях это может даже привести к охлаждению водных масс у дна озера.

Это тонкое охлаждение замедляет процессы дыхательного разложения и производства CO₂ в озерах, увеличивая захоронение углерода в донных отложениях. Модельные расчеты показывают, что наблюдаемые эффекты наиболее актуальны для относительно небольших и мелких озер, которые составляют примерно половину от общей площади озер мира.

Усиленное дифференциальное потепление имеет еще одно последствие: выраженная термическая стратификация приводит к тому, что глубинные слои воды почти не перемешиваются и плохо вентилируются, что может вызвать длительную аноксию. В этих бескислородных условиях усиливается производство метана анаэробными микроорганизмами. Таким образом, потенциал парниковых газов озер увеличивается, но это связано не столько с прямым потеплением, сколько с усилением кислородного истощения на дне этих водоемов.