Озера играют важную роль в глобальном углеродном цикле, выступая в качестве крупных естественных биореакторов. Температура озера представляет собой важное ограничение на количество углекислого газа и метана, которые оно выбрасывает в атмосферу.
Обычно предполагалось, что глобальное потепление стимулирует микробные респираторные процессы и производство этих парниковых газов, в то же время уменьшая накопление углерода в озерных отложениях. Международная исследовательская группа теперь более внимательно изучила эти взаимодействия и обнаружила неожиданные эффекты.
Исследовательский проект нацелился не только на прямые, но и косвенные последствия глобального потепления.
Основное внимание в исследованиях уделялось температуре воды и образованию парниковых газов в более глубоких частях озер. "Мы не хотим подвергать сомнению основы термодинамики. Нет сомнений в том, что скорость респираторных метаболических процессов в озерах, как правило, выше при повышении температуры воды », – объясняет профессор Мориц Леманн из Департамента наук об окружающей среде Базельского университета. "Однако изменение климата не приведет к потеплению всех озер повсюду."
Утепление у поверхности, охлаждение у дна
Озера во всем мире нагреваются на поверхности. Однако они также теряют прозрачность из-за увеличения производства водорослей и повышенной мутности воды в озере. «Потепление поверхностных вод и потеря прозрачности приводят к тому, что больше тепла удерживается в верхних слоях озер, оставляя более глубокие воды термически изолированными», – говорит ведущий автор Др.
Мацей Бартосевич из Департамента наук об окружающей среде Базельского университета. "При некоторых обстоятельствах это может даже привести к охлаждению водных масс у дна озера."
Легкое охлаждение замедляет процессы дыхательного разложения и производство углекислого газа в озерах, увеличивая захоронение углерода в отложениях. Моделирование показывает, что наблюдаемые эффекты наиболее характерны для относительно небольших и неглубоких озер, которые составляют примерно половину поверхности озер в мире.
Меньше углекислого газа, больше метана
Повышенное дифференциальное потепление в озерах имеет еще один эффект: выраженная термическая стратификация приводит к тому, что более глубокие слои воды почти не смешиваются и плохо вентилируются, что может привести к длительному аноксии. В этих бескислородных условиях производство метана анаэробными микроорганизмами увеличивается.
"В целом, глобальное потепление увеличивает парниковый эффект озер, как и ожидалось.
Однако это не связано напрямую с потеплением, а больше связано с повышенным дефицитом кислорода на дне этих озер », – заключает Бартосевич.