Арктические озёра могут выделять больше метана, чем ожидалось, из-за потепления

Исследовательский лагерь сопровождал учёных на всех десяти озёрах, некоторые из которых посещали несколько раз в 2021 и 2022 годах (летом и зимой). Здесь происходил отбор проб метана. На фото лагерь у озера Йодаваннет, Вейде-фьорд, Шпицберген. Автор: Мария Билинова

Результаты исследования важны, поскольку метан обладает в 25 раз более сильным парниковым эффектом, чем углекислый газ. Арктические озёра уже являются крупными естественными источниками метана, но процессы, контролирующие его образование и выделение из донных отложений, до сих пор оставались малоизученными.

В этом исследовании кандидат наук Мария Билинова из Департамента геонаук Университета Арктики в Норвегии (UiT) работала с международной командой, изучавшей 10 арктических озёр на Шпицбергене и в субарктической Скандинавии. Они обнаружили, что выработка метана в донных отложениях была наиболее высокой в озёрах с большей биопродуктивностью — там, где было больше водорослей, водных растений и наземной растительности, а также меньшая глубина. Результаты опубликованы в Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.

«Мы были удивлены тем, насколько чётко продуктивность экосистемы связана с производством метана», — сказала Мария. «Наши результаты показывают, что более тёплые и влажные условия увеличивают биологическую продуктивность арктических озёр, что, в свою очередь, стимулирует выбросы метана из их донных отложений».

Большая часть метана образовывалась в верхних 10 см донных отложений. В этих слоях сочетание свежего, богатого органикой материала и повышенной микробной активности создаёт идеальные условия для генерации метана. Исследователи рассчитали, какое количество метана может диффундировать из отложений в воду и далее в атмосферу.

Исследователи из UiT готовятся к отбору проб донных отложений на озере Аспеватнет, Линген, Норвегия. Автор: Олдржих Кауцкий

Различия между арктическими озёрами и другими регионами

Команда сравнила свои данные с информацией по более чем 60 озёрам по всему миру. Оказалось, что выбросы метана из отдельных арктических озёр в целом ниже, чем в тропических или умеренных регионах, но всё же значительны и сильно варьируются, учитывая огромное количество озёр в северных ландшафтах. И что удивительно, они сопоставимы с некоторыми бореальными озёрами.

«Один из поразительных аспектов этой работы — насколько разные арктические озёра друг от друга. Некоторые выделяют гораздо больше метана, чем другие, в зависимости от локальных факторов, таких как растительный покров, форма озера или состав отложений. Вот почему важно изучать широкий спектр типов озёр, если мы хотим понять роль Арктики в будущих климатических обратных связях», — пояснила Мария.

Исследователи также создали прогностические модели с использованием машинного обучения, чтобы определить ключевые факторы, влияющие на выбросы метана в разных биомах. Это помогло подчеркнуть важность первичной продуктивности и климатических переменных — особенно температуры и осадков.

Профессор Андерс Шомакер (UiT) следит за появлением белых медведей, пока Мария Билинова и доктор Александра Руйярд отбирают пробы донных отложений с лодки в Вейде-фьорде, Шпицберген. Автор: Виллем ван дер Билт

Климатические изменения в Арктике

Это исследование добавляет важный элемент в понимание того, как арктические экосистемы реагируют на изменение климата. По мере роста температур и удлинения вегетационного периода арктические ландшафты «зеленеют», а озёра становятся более продуктивными, что может привести к увеличению выбросов метана.

Работа подчёркивает важность учёта донных отложений озёр в расчётах парниковых газов Арктики. Она также показывает, что, казалось бы, небольшие изменения окружающей среды могут иметь значительное влияние на выбросы метана.

«Арктика быстро меняется, и нам необходимо понимать все вовлечённые обратные связи», — сказала Мария. «Наша работа предполагает, что увеличение продуктивности экосистем — что можно было бы считать положительным явлением — также может увеличить выбросы метана и ускорить потепление».

Подробнее: Marie Bulínová et al, Increased Ecosystem Productivity Boosts Methane Production in Arctic Lake Sediments, Journal of Geophysical Research: Biogeosciences (2025). DOI: 10.1029/2024JG008508