По данным нового исследования, потепление в Арктике главным образом приводит к увеличению выбросов метана, способствуя возникновению круга обратной связи, который может еще больше ускорить изменение климата. И это связано с жизнедеятельностью микроорганизмов - архей, обитающих в размораживающихся водно-болотных угодьях.
Пока одни ученые продолжают обсуждать коровью метановую отрыжку и необходимость сокращения поголовья сельхозскота, другие уверены, что человечество имеет дело с гораздо более серьезным игроком глобального потепления.
«Метан - очень мощный парниковый газ, с которым нам нужно срочно разобраться, - говорит соавтор работы, опубликованной в журнале Nature, Синь (Линдси) Лан, климатолог из Кооперативного института исследований в области наук об окружающей среде (CIRES) Университета Колорадо в Боулдере. - Наше исследование показывает, что значительная часть недавнего роста атмосферного метана происходит из естественных источников, вызванных самим изменением климата. Наши усилия по сокращению выбросов должны быть более целенаправленными».
Метан - второй по распространенности парниковый газ, производимый человеком, после углекислого газа. Но такое же количество метана задерживает примерно в 30 раз больше тепла, чем CO₂, за 100 лет. Метан ответственен примерно за четверть потепления Земли со времен промышленной революции.
Последние десять лет Лан отслеживала концентрацию метана в атмосфере в Лаборатории глобального мониторинга в Боулдере при Национальном управлении океанических и атмосферных исследований (NOAA).
Лан и ее коллеги из NOAA наблюдали быстрый рост уровня метана в атмосфере в последние годы. В то время как предыдущие исследования показали, что производство ископаемого топлива составляет 30% мировых выбросов метана, Лан и ее коллеги заметили устойчивый рост выбросов из микробных источников с 2007 года.
Эти микробы, в частности группа, известная как археи, вырабатывают метан в качестве побочного продукта своего метаболизма в таких средах, как водно-болотные угодья и свалки в основном. Присутствуют и выделяют метан археи и в пищеварительной системе скота, что и дало повод обвинять коров в их метановой отрыжке. Однако, рост микробных выбросов метана идет не от коров, а от обширных арктических земель, которые сейчас размораживаются.
Чтобы получить более ясную картину, Лан и ее команда проанализировали сезонные колебания уровня метана в атмосфере за последние четыре десятилетия.
Они обнаружили, что сезонная амплитуда метана (разница между максимальным и минимальным уровнем метана в течение года) уменьшается в северных высокоширотных регионах, включая Арктику.
Используя компьютерные модели, команда показала, что эта тенденция с 1980-х годов в значительной степени является результатом увеличения выбросов метана из водно-болотных угодий.
Увеличение осадков в Арктике расширило водно-болотные угодья региона на 25% в теплые месяцы. Повышение температуры также привело к таянию части вечномерзлого слоя почвы глубоко под землей, известного как вечная мерзлота, летом.
Талые, заболоченные почвы создали идеальные условия для процветания архей, что привело к увеличению выбросов метана, и это, в свою очередь, может еще больше ускорить потепление.
«Ученые давно предупреждали о подобных циклах обратной связи климата, но точный масштаб и скорость этих эффектов остаются неопределенными. Это исследование, наряду с несколькими предыдущими исследованиями, предоставило косвенные доказательства потенциального влияния климата на выбросы метана, которые мы не можем контролировать напрямую. И добавило еще одно доказательство того, что естественные выбросы метана уже реагируют на потепление климата», - сказала Лан.
Согласно ее предыдущим исследованиям, резкое увеличение содержания метана в атмосфере и его влияние на климат с 2007 года напоминают самые драматические потепления на Земле, положившие конец прошлым ледниковым периодам.
Моделирование группы также выявило 10%-ное увеличение уровня гидроксильных (ОН) радикалов с 1984 года. Эти радикалы представляют собой высокореактивные молекулы, которые могут поглощать и удалять метан и другие загрязнители воздуха.
Поскольку эти молекулы остаются в воздухе менее секунды, прежде чем вступят в реакцию с другими соединениями, ученые не могут напрямую измерить их в глобальном масштабе. В прошлом исследователи предполагали, что уровни OH остаются постоянными на протяжении многих лет при расчете выбросов метана в атмосферу, но это исследование показало, что это предположение может быть неверным.
«Наши результаты показали, что мы недооценивали объемы метана, удаляемого атмосферой, а это значит, что на самом деле метана выбрасывается больше, чем мы предполагали ранее», - говорит Лан.
Понимание конкретного источника выбросов имеет жизненно важное значение при разработке политики смягчения последствий изменения климата. Хотя микробные выбросы ответственны за большую часть роста метана, антропогенный метан от сжигания ископаемого топлива тоже остается важным фактором.
«Нам необходимо сократить те выбросы парниковых газов из источников, которые мы можем контролировать», считает Лан.
Она добавила, что вечная мерзлота Земли в настоящее время удерживает по меньшей мере в два раза больше углерода, чем сейчас находится в атмосфере.
Если будущее потепление вызовет широкомасштабное таяние вечной мерзлоты и высвободит этот углерод, это может вызвать необратимые изменения климата планеты. «Нам нужно устранить обратную связь до того, как наступит переломный момент, но как это сделать в отношении микроорганизмов, пока неясно», заключила исследователь.
Источник: University of Colorado at Boulder. Автор: Ивейн Йе.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.