Черный углерод в реке Амазонка свидетельствует о недавних лесных пожарах

Лесные пожары в Амазонии оставляют свой отпечаток не только на уничтоженной растительности, но и в водах реки Амазонки и её притоков. Неполное сгорание деревьев приводит к образованию черного углерода — твердых частиц, которые попадают в воду в виде древесного угля и сажи и транспортируются в Атлантический океан в составе растворенного органического углерода.

Впервые международная группа исследователей количественно оценила и охарактеризовала черный углерод, переносимый рекой Амазонкой. Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, показывают, что большая часть черного углерода, попадающего в океан, является «молодым» и, вероятно, образовалась в результате недавних лесных пожаров.

«С помощью радиоизотопного датирования и анализа молекулярного состава мы пришли к выводу, что большая часть обнаруженного нами черного углерода в реке Амазонка была произведена в последние годы в результате сжигания деревьев», — заявил соавтор исследования Джеффри Э. Ричи, профессор Вашингтонского университета (США).

В ноябре 2015 года, в один из самых засушливых сезонов в регионе, исследователи собрали образцы растворенного черного углерода в основном русле Амазонки и в четырёх её притоках: Риу-Негру, Мадейре, Тромбетасе и Тапажосе. Уровни и содержание углерода-14 в образцах измерялись с использованием молекулярных маркеров, а количественные измерения сочетались с молекулярной характеристикой с помощью масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения.

Результаты анализов показали, что растворенный черный углерод в Амазонке и её притоках в целом «молодой», но стареет по мере продвижения к океану. Образцы, собранные в относительно удаленных от Атлантики местах, были моложе, чем собранные дальше по течению. Это говорит о том, что черный углерод может стареть в процессе транспортировки от суши к реке и далее к морю, а более реакционноспособные компоненты могут удаляться.

В новом проекте исследователи планируют провести больше измерений, чтобы сравнить их с данными 2015 года и выяснить, увеличилось ли производство «молодого» черного углерода и, следовательно, частота лесных пожаров в последние годы. По словам Ричи, часть углерода от пожаров попадает в атмосферу в виде CO₂, но значительная доля сохраняется в почве или воде в форме черного углерода.

Река Амазонка обеспечивает пятую часть глобального стока пресной воды в океаны и является крупнейшим источником наземного органического вещества, «экспортируя» в среднем от 22 до 27 миллионов метрических тонн растворенного органического углерода в год. Черный углерод, как наиболее стабильное углеродное соединение в природе, действует как поглотитель углерода, удаляя его из быстрых атмосферно-биосферных процессов и сохраняя в осадочных резервуарах. Понимание происхождения, динамики и судьбы этого материала имеет решающее значение для разработки моделей, прогнозирующих взаимодействие глобального углеродного цикла с изменением климата.