Изучение вечной мерзлоты над и под землей: исследование может привести к лучшему пониманию арктической экосистемы

Новый комплексный подход, сочетающий несколько методов дистанционного зондирования, позволяет изучать арктический ландшафт — над и под землей — с высоким разрешением и на больших пространственных масштабах. Метод был разработан группой исследователей, включая ученых из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) Министерства энергетики США. Ученые использовали георадар, электротомографию, электромагнитные данные и аэрофотосъемку LiDAR для исследования слоев экосистемы, включая микрорельеф, сезонноталый слой и глубинный слой вечной мерзлоты.

Исследование критически важно для прогнозирования судьбы углерода, запасенного в вечной мерзлоте, в условиях изменения климата. Вечная мерзлота содержит почти столько же углерода, сколько все остальные почвы мира, и примерно в два раза больше, чем атмосфера. Понимание того, останется ли этот углерод в почве или попадет в атмосферу в виде парниковых газов (CO₂ и CH₄), ускорив изменение климата, является ключевой задачей. Работа опубликована в журнале Hydrogeology в рамках нового проекта Министерства энергетики США NGEE-Arctic, цель которого — прогнозируемое понимание обратной связи арктической наземной экосистемы на климат.

«Комбинируя методы поверхностной геофизики и аэрофотосъемки, мы получили новое окно, позволяющее изучать системы вечной мерзлоты, как никогда раньше», — говорит геофизик Сьюзан Хаббард из Berkeley Lab. Методы были опробованы на участке около Барроу, Аляска. LiDAR выявил три типа полигональных образований (высокоцентровые, низкоцентровые и промежуточные) с уникальными характеристиками дренажа воды. Геофизические данные показали связь между типами полигонов и подповерхностными термическими, химическими и гидрологическими свойствами, которые контролируют микробную деградацию почвенного углерода. Электромагнитные данные также обнаружили возможную незамерзающую область из-за вторжения соленой воды.