Что произойдет с почвенным углеродом при изменении климата? Команда ученых ищет ответы

Глобальные запасы углерода в почвах в три раза превышают его количество в атмосфере или в живой растительности. Международная группа ученых предложила новый подход к исследованию почвенного углерода, чтобы выяснить, как он отреагирует на изменение климата и не усугубит ли его, попав в атмосферу в виде CO₂. Дорожная карта исследований опубликована 6 октября в журнале Nature, соавтором выступила почвовед Маргарет Торн из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли.

Понимание циклов углерода в почве критически важно, поскольку даже небольшие изменения в них могут оказать огромное влияние на климат. Например, 10-процентное изменение потока углерода из почв в атмосферу примерно удвоило бы чистый прирост CO₂. Высвобождение всего 0,3% запасов почвенного углерода было бы сопоставимо с глобальными выбросами от сжигания ископаемого топлива в 2010 году.

За последнее десятилетие представления ученых о почвенном органическом веществе радикально изменились. Ранее считалось, что оно состоит из стабильных крупных молекул, таких как гуминовые кислоты. Теперь известно, что органическое вещество часто существует в виде небольших фрагментов, а его устойчивость определяется сложным взаимодействием с микробами, минералами, влагой и температурой. «Соединения, такие как лигнин, которые мы считали стабильными, могут сохраняться в почве всего пять лет, в то время как белки, которые мы считали легко разлагаемыми, могут сохраняться более тысячи лет», — отмечает Маргарет Торн. Новые технологии, такие как геномное секвенирование, спектроскопия на синхротроне (Advanced Light Source) и изотопный анализ (C-13, C-14), позволили получить эти знания на молекулярном уровне.

Новое поколение исследований, объединяющее ученых разных дисциплин, поможет создать более точные модели для прогнозирования реакции почвенного углерода на потепление. Это может выявить неожиданную уязвимость запасов, особенно в Арктике или в глубоких слоях почвы, где исследования ранее были ограничены. Кроме того, эта работа позволит более объективно оценивать технологии смягчения последствий изменения климата, такие как биологическое секвестирование углерода или использование биоугля (biochar), стабильность которого, как выяснилось, также была переоценена.