Ученые давно изучали, как постепенное таяние вечной мерзлоты, происходящее на протяжении десятилетий в сантиметрах поверхности почвы, будет влиять на выброс углерода в атмосферу. Но Турецкий и международная группа исследователей смотрят на нечто совсем другое: быстрое обрушение вечной мерзлоты, способное всего за несколько месяцев изменить ландшафт в результате оседания, наводнения и оползней.
«Мы наблюдаем, как этот спящий гигант просыпается прямо у нас на глазах», – сказал Турецкий, заведующий кафедрой интегративной экологии Канады.
Команда обсуждает важность резкого потепления для оценок выбросов углерода, северного образа жизни и климатической политики в комментарии к выпуску журнала Nature от 2 мая. Исследователи объединили результаты исследований внезапных оттепелей в различных средах зоны вечной мерзлоты, чтобы оценить общий эффект.
Вечная мерзлота затрагивает около четверти суши в северном полушарии.
Эти мерзлые почвы на протяжении тысячелетий удерживают углерод в биомассе от мертвых растений, животных и микробов, предотвращая его распад и не позволяя попадать в атмосферу. В результате почвы в районах вечной мерзлоты теперь содержат в два раза больше углерода – около 1.6 триллионов тонн – содержится в атмосфере.
«Мы работаем в районах, где вечная мерзлота содержит много льда, и наши полевые участки разрушаются из-за резкого обрушения этого льда, не постепенно в течение десятилетий, а очень быстро, в течение нескольких месяцев или лет», – сказал Турецкий.
Соавтор Мириам Джонс, геолог-исследователь Геологической службы США, сказала: «Эта резкая оттепель меняет лесные экосистемы на озера и водно-болотные угодья, что приводит к полной трансформации ландшафта, которая не только влияет на обратную связь углерода с климатом, но и меняет ее. среда обитания диких животных и разрушающая инфраструктура."
Описывая образование талых озер и оползней, вызывающих массовое перемещение почвы и наносов в реки и ручьи, Турецкий добавляет: «Это происходит быстрее, чем кто-либо предсказывал. Мы показываем, что резкое таяние вечной мерзлоты затрагивает менее 20 процентов района вечной мерзлоты, но выбросы углерода из этого относительно небольшого региона могут удвоить обратную связь с климатом, связанную с таянием вечной мерзлоты."
В отличие от постепенного оттаивания, которое затрагивает в основном поверхность и медленно проникает в землю, резкое оттаивание вечной мерзлоты быстрее разрушает более глубокие запасы углерода. Кроме того, при резком оттепеле выделяется больше метана – более сильного парникового газа, чем углекислый газ – чем при постепенном оттаивании.
В своей статье команда призывает к дополнительным измерениям и мониторингу вечной мерзлоты в Арктике, а также к улучшению моделирования и отчетности о воздействии таяния на климат.
Почетный профессор Университета Аляски в Фэрбенксе Дэйв Макгуайр сказал: «Существует острая необходимость в достижении существенного прогресса в представлении эффектов резкого потепления на углеродный цикл в моделях системы Земли. Это проинформирует лиц, определяющих политику, о том, как выброс углерода в результате резкого потепления может повлиять на реализацию стратегий управления выбросами углерода для контроля роста парниковых газов в атмосфере."
Исследователи говорят, что быстрое обрушение вечной мерзлоты будет иметь местные, национальные и международные последствия, от изменения традиционных способов передвижения и охоты на Севере, до причинения дорогостоящего ущерба инфраструктуре дорог и железных дорог, до еще более трудного достижения целей по выбросам, призванных ограничить глобальное потепление.
Несмотря на угрозы для вечной мерзлоты и климата на севере, Турецкий сохраняет оптимизм.
«Если мы сможем ограничить антропогенные выбросы, мы все равно сможем обуздать самые опасные последствия потепления климата. Наше окно для действий сужается, но оно у нас все еще есть, и мы можем внести изменения, чтобы спасти Арктику, какой мы ее знаем, и климат Земли вместе с ней."
Тед Шур, профессор Университета Северной Аризоны, сказал: «Наука о синтезе, призванная объединить идеи и людей для создания новых знаний, имеет решающее значение для понимания последствий резкого таяния в регионе вечной мерзлоты в том масштабе, в котором она влияет на климат."