Эрозия сибирской вечной мерзлоты усиливается на протяжении многих лет
Арктика нагревается быстрее любой другой области планеты. В результате тысячелетняя вечная мерзлота разрушается из-за эрозии. Как показывают измерения экспертов Института Альфреда Вегенера (AWI) на реке Лена, масштабы эрозии вызывают тревогу: ежегодно обрушивается примерно 15 метров береговой линии. Кроме того, углерод, хранящийся в мерзлоте, может усугубить парниковый эффект.
Вечная мерзлота на арктических побережьях Канады, России и Аляски, промерзшая на тысячи лет, все больше разрушается из-за воздействия волн и речных течений, особенно в связи с удлинением теплого сезона. Эксперты AWI установили, что это таяние достигло огромных масштабов. Детальный анализ исторических спутниковых снимков Сибири показал, что эрозия вечной мерзлоты в дельте Лены неуклонно усиливалась с 1960-х годов. Если в 1960-х годах река шириной около 1,7 км отнимала в среднем пять метров суши в год, то в период с 2015 по 2018 год этот показатель вырос почти до 16 метров. С 1965 по 2018 год берега потеряли от 322 до 679 метров.
Исследователи сосредоточились на 1,5-километровом обрыве Собо-Сисе — крутом едомном утесе, с которого мерзлота обрушивается в рукав Лены. Его высота достигает 27 метров. Маттиас Фукс объясняет: «Большие объемы вечной мерзлоты разрушаются по всей Арктике уже много лет. Тем не менее, обрыв Собо-Сис, безусловно, является горячей точкой. Есть очень мало других регионов, где потеря суши столь существенна». Тревожный аспект заключается в том, что таяние и потеря мерзлоты так резко усилились за последние несколько лет.
Ученые не только проанализировали спутниковые данные, но и оценили, сколько углерода и азота высвобождается ежегодно в результате эрозии. Мерзлота утеса возрастом около 50 000 лет, сформированная в последний ледниковый период, состоит на 88% из льда. Остальное — в основном торф, ил и песок. Особенно торф, состоящий из частично разложившихся древних мхов и осок, содержит большое количество углерода и азота, ранее запасенных в растениях. Эксперты AWI собрали образцы почвы на месте и проанализировали их в лаборатории. «Удивительно, что в обрыве Собо-Сис так много органического материала, хотя он преимущественно состоит из льда. В среднем мы находим примерно 26 кг углерода и 2 кг азота на кубический метр». Это означает, что только с 2015 по 2018 год около 15 000 метрических тонн углерода и не менее 1000 метрических тонн азота попали в реку Лена, где были унесены течением.
«Углерод и азот являются важными питательными веществами для микроорганизмов», — поясняет Фукс. «Из-за эрозии и таяния вечной мерзлоты микроорганизмы теперь получают доступ к обоим». И это может иметь ряд последствий. Когда микробы разлагают углерод, они выделяют диоксид углерода (CO₂). Когда это происходит, потеря вечной мерзлоты усугубляет парниковый эффект, «ре-мобилизуя» ранее запасенный углерод. Кроме того, интенсивное поступление углерода и азота в Лену меняет снабжение питательными веществами в ее водах. «Это может существенно повлиять или даже преобразовать естественные пищевые сети реки», — говорит Фукс.
Исследователи пока не могут точно сказать, каковы будут последствия. Для этого в будущих исследованиях им необходимо более детально изучить потоки питательных веществ и биологию реки Лена. Но своей последней работой и оценкой эрозии вечной мерзлоты, только что опубликованной в журнале Frontiers in Earth Science, эксперты AWI заложили важную основу для дальнейших исследований.