Выяснилось, какие термокарстовые озера дают больше парниковых газов
22 мая 2024 г.
Ученые Томского государственного университета совместно с коллегами из Китая и Германии исследовали процесс аэробного окисления метана в мелких термокарстовых озерах, появившихся в результате таяния вечной мерзлоты. Результаты опубликованы в Global Change Biology.
Целью ученых была оценка продукции СО2 и потенциала аэробного окисления метана в отложениях термокарстовых озер и зависимость этих процессов от стадии развития озера. Выяснилось, что «биореактором», в котором метан превращается в углекислоту, являются верхние слои донных отложений озер.
– Термокарстовые озера являются важными источниками парниковых газов, таких как метан (CH4) и углекислый газ (CO2), образующихся в результате непрерывного таяния вечной мерзлоты из-за глобального потепления, – рассказывает старший научный сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ Ринат Манасыпов. – Традиционно считается, что чем меньше термокарстовое озеро, тем больше оно продуцирует парниковых газов. Это обусловлено активным поступлением органического вещества при оттаивании мерзлых торфяников в процессе развития озера. В результате исследования термокарстовых озер в зоне прерывистого распространения мерзлоты, где процессы таяния мерзлоты наиболее выражены (около поселка Ханымей, ЯНАО), мы выяснили, что продукция СО2 в верхнем слое донных отложений действительно несколько выше в малых озерах по сравнению с большими, но имеются значительные отличия в более глубоких слоях.
Главным фактором, определяющим интенсивность образования углекислоты в водной среде, является наличие кислорода. Метан, который бактерии производят в процессе переработки органики, в присутствии кислорода окисляется, и образуется углекислый газ, который имеет меньший парниковый эффект по сравнению с метаном.
Оказалось, что маленькие озера окисляют метан до углекислого газа только в верхнем слое донных отложений, а на глубине 10–20 сантиметров аэробное окисление метана не происходит, поскольку кислород туда не проникает.
– В больших озерах, наоборот, разницы между верхними и нижними слоями донных отложений нет, – объясняет Ринат Манасыпов. – В термокарстовых озерах большой площади происходит активное ветровое перемешивание водной толщи, из-за чего донные отложения сильно обогащаются кислородом. Это приводит к развитию микробных сообществ, которые существенно влияют на метанотрофию богатых органикой отложений. По этой же причине окисление метана идет другими темпами – до 70 раз активнее, чем в малых озерах. Таким образом, большие термокарстовые озера вносят существенный вклад в эмиссию CO2 и при этом в смягчение последствий выбросов CH4.
Как отмечают учёные, из-за потепления климата оттаивание вечной мерзлоты продолжится, особенно интенсивно этот процесс идет в Арктике и Субарктике. Сами природные экосистемы, активно продуцирующие метан и углекислоту, начинают работать на «подогрев» атмосферы. Очень важно понимать механику этих процессов, поэтому сотрудники лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ планируют расширить свои исследования. Процессы окисления CH4 in situ (в естественной среде), а также производство CH4 представляют собой новую задачу для будущей оценки цикла углерода.
Источник: ТГУ.