Таяние мерзлых болот может ускорить позеленение Арктики
12.01.2023
Глобальное потепление ежегодно позволяет мерзлым болотам Сибири и Арктики протаивать глубже, высвобождая большую концентрацию питательных веществ. Эти вещества распространяются в атмосферу, водоемы и почву, способствуя позеленению и эмиссии углекислого газа, сообщили в среду ТАСС в пресс-службе Томского государственного университета (ТГУ).
Как рассказал ТАСС руководитель проекта, заведующий лабораторией "Биогеоклим" ТГУ Сергей Лойко, наиболее эффективно поглощают и консервируют углекислый газ из атмосферы не леса, а болота, особенно мерзлые, снижая тем самым парниковый эффект. В мерзлых болотах, которые находятся на территории Арктики и Сибири, находится большое количество органических веществ, которые на протяжении тысячелетий не высвобождаются из промерзших слоев.
Процессы в мерзлой толще болот
Как сообщила пресс-служба вуза, данных о том, какие процессы происходят в толще многочисленных торфяных болот на территории Сибири и Арктической зоны России, которые летом оттаивают не полностью, и как таяние этой многолетнемерзлой толщи может повлиять на изменение климата, мало. Этому посвящено исследование ТГУ в рамках стратегического проекта при поддержке федеральной программы "Приоритет-2030" и Российского научного фонда.
"Анализ проб торфяного льда, взятых учеными ТГУ на болотах в районе Ханымея, Надыма, Пангод, Нового Уренгоя, Тазовского и на Ямале (территории Ямало-Ненецкого автономного округа - прим. ТАСС), показали, что концентрация целого ряда важных элементов - фосфора, калия, кальция, магния, кобальта и других - в 10-20 раз больше во льду из мерзлого торфа по сравнению с водой талого слоя, от 30-60 мг/л в талом до 400-800 мг/л в мерзлом слоях", - сказано в сообщении.
Как отмечают ученые, в мерзлой толще болот процессы оказались более активными, чем предполагалось: через мельчайшие поры влаги, не замерзающие даже при отрицательных температурах, углерод, микро- и макроэлементы осенью подтягиваются к фронту промерзания, где и накапливаются.
По словам Лойко, сейчас в среднем торфяники протаивают сильнее примерно на 1 см в год, но этот показатель "средний по больнице". Есть места (ближе к центру торфяника), где глубина протаивания не увеличивается, а есть - где за последние 8-10 лет она увеличилась примерно на 70 см (ближе к краям болот).
С помощью компьютерного моделирования ученые выяснили, что если в течение ближайших 100 лет глубина протаивания мерзлых торфяников будет увеличиваться на один см в год, то вынос некоторых полезных веществ (цинк, фосфор, железо, кобальт) возрастет в два-четыре раза, то есть станет больше не на десятки, а на сотни процентов.
Арктика зеленеет
По данным пресс-службы, в условиях потепления часть из этих накопленных полезных веществ за счет увеличения талого слоя начинает мигрировать с водой из болот в реки. Биодоступная форма нахождения питательных веществ в мерзлом торфе способствует их быстрому усвоению растениями и значительному набору растительной массы. Это приводит к видимым последствиям - по мнению ученых, отчасти именно это провоцирует позеленение Арктики. Там становится все больше растений, в том числе не характерных для данной климатической зоны: разрастается ареал кустарниковой ольхи, княженики.
Как рассказал ТАСС руководитель проекта, заведующий лабораторией "Биогеоклим" ТГУ Сергей Лойко, наиболее эффективно поглощают и консервируют углекислый газ из атмосферы не леса, а болота, особенно мерзлые, снижая тем самым парниковый эффект. В мерзлых болотах, которые находятся на территории Арктики и Сибири, находится большое количество органических веществ, которые на протяжении тысячелетий не высвобождаются из промерзших слоев.
Процессы в мерзлой толще болот
Как сообщила пресс-служба вуза, данных о том, какие процессы происходят в толще многочисленных торфяных болот на территории Сибири и Арктической зоны России, которые летом оттаивают не полностью, и как таяние этой многолетнемерзлой толщи может повлиять на изменение климата, мало. Этому посвящено исследование ТГУ в рамках стратегического проекта при поддержке федеральной программы "Приоритет-2030" и Российского научного фонда.
"Анализ проб торфяного льда, взятых учеными ТГУ на болотах в районе Ханымея, Надыма, Пангод, Нового Уренгоя, Тазовского и на Ямале (территории Ямало-Ненецкого автономного округа - прим. ТАСС), показали, что концентрация целого ряда важных элементов - фосфора, калия, кальция, магния, кобальта и других - в 10-20 раз больше во льду из мерзлого торфа по сравнению с водой талого слоя, от 30-60 мг/л в талом до 400-800 мг/л в мерзлом слоях", - сказано в сообщении.
Как отмечают ученые, в мерзлой толще болот процессы оказались более активными, чем предполагалось: через мельчайшие поры влаги, не замерзающие даже при отрицательных температурах, углерод, микро- и макроэлементы осенью подтягиваются к фронту промерзания, где и накапливаются.
По словам Лойко, сейчас в среднем торфяники протаивают сильнее примерно на 1 см в год, но этот показатель "средний по больнице". Есть места (ближе к центру торфяника), где глубина протаивания не увеличивается, а есть - где за последние 8-10 лет она увеличилась примерно на 70 см (ближе к краям болот).
С помощью компьютерного моделирования ученые выяснили, что если в течение ближайших 100 лет глубина протаивания мерзлых торфяников будет увеличиваться на один см в год, то вынос некоторых полезных веществ (цинк, фосфор, железо, кобальт) возрастет в два-четыре раза, то есть станет больше не на десятки, а на сотни процентов.
Арктика зеленеет
По данным пресс-службы, в условиях потепления часть из этих накопленных полезных веществ за счет увеличения талого слоя начинает мигрировать с водой из болот в реки. Биодоступная форма нахождения питательных веществ в мерзлом торфе способствует их быстрому усвоению растениями и значительному набору растительной массы. Это приводит к видимым последствиям - по мнению ученых, отчасти именно это провоцирует позеленение Арктики. Там становится все больше растений, в том числе не характерных для данной климатической зоны: разрастается ареал кустарниковой ольхи, княженики.
Изменение климата влияет на деятельность людей, особенно проживающих на северных территориях. Например, позеленение Арктики приводит к сокращению лишайников и ягеля - основной пищи для оленей. В будущем это приведет к необходимости заготавливать на зиму корма. Кроме того, таяние вечной мерзлоты способствует подвижкам грунта, что может вызвать разрушение инфраструктуры - дорог, трубопроводов, зданий. Этот фактор необходимо учитывать при
строительстве новых объектов.
"Питательные вещества, попадая из болот в реки, а с их водами и в пойменные почвы, будут влиять на другие звенья экосистем, например на ихтиофауну, растительность. Растения будут активнее поглощать выделяющийся из болот углерод, то есть произойдет его обратный захват. Впрочем, очевидно, что поглотить весь выделившийся углекислый газ они не смогут, то есть поглощение будет меньше, чем эмиссия", - приводятся в сообщении слова сотрудника лаборатории "Биогеоклим" ТГУ Артема Лима.
Результаты исследований ученых ТГУ были опубликованы в высокорейтинговом журнале Environmental Science and Pollution Research (Q1). Работы по проекту продолжаются, ученые планируют получить больше информации о процессах, протекающих в мерзлых болотах Сибири и Арктической зоны РФ, что необходимо для повышения точности прогнозных моделей изменения экосистем в северных регионах.
Об исследовании Арктики
Для изучения трансформации климата и ее влияния на экологию и качество жизни человека в Томске в рамках мегагранта при поддержке правительства РФ была создана лаборатория "Биогеоклим". Научным руководителем лаборатории является ученый ТГУ и обсерватории Midi-Pyrénées (Тулуза, Франция) Олег Покровский. Оборудование для проведения исследований цикла углерода и мониторинга эмиссии парниковых газов было закуплено в России, Японии, США, Финляндии, Германии, Чехии в рамках программы обновления приборной базы нацпроекта "Наука и университеты".
Источник: ТАСС
строительстве новых объектов.
"Питательные вещества, попадая из болот в реки, а с их водами и в пойменные почвы, будут влиять на другие звенья экосистем, например на ихтиофауну, растительность. Растения будут активнее поглощать выделяющийся из болот углерод, то есть произойдет его обратный захват. Впрочем, очевидно, что поглотить весь выделившийся углекислый газ они не смогут, то есть поглощение будет меньше, чем эмиссия", - приводятся в сообщении слова сотрудника лаборатории "Биогеоклим" ТГУ Артема Лима.
Результаты исследований ученых ТГУ были опубликованы в высокорейтинговом журнале Environmental Science and Pollution Research (Q1). Работы по проекту продолжаются, ученые планируют получить больше информации о процессах, протекающих в мерзлых болотах Сибири и Арктической зоны РФ, что необходимо для повышения точности прогнозных моделей изменения экосистем в северных регионах.
Об исследовании Арктики
Для изучения трансформации климата и ее влияния на экологию и качество жизни человека в Томске в рамках мегагранта при поддержке правительства РФ была создана лаборатория "Биогеоклим". Научным руководителем лаборатории является ученый ТГУ и обсерватории Midi-Pyrénées (Тулуза, Франция) Олег Покровский. Оборудование для проведения исследований цикла углерода и мониторинга эмиссии парниковых газов было закуплено в России, Японии, США, Финляндии, Германии, Чехии в рамках программы обновления приборной базы нацпроекта "Наука и университеты".
Источник: ТАСС