Таяние вечной мерзлоты в Арктике высвобождает древний углерод

Новое исследование под руководством геоучёного Майкла Роулинза из Массачусетского университета в Амхерсте показало, как таяние арктической вечной мерзлоты меняет водные системы и высвобождает углерод, замороженный тысячи лет назад.

Учёные смоделировали процессы на северном склоне Аляски, площадь которого сравнима с Висконсином. Данные за 44 года показали резкий рост стока рек, увеличение содержания углерода в воде и удлинение сезона таяния, который теперь захватывает конец лета и осень.

Арктические реки, впадающие в Северный Ледовитый океан, играют непропорционально большую роль в глобальной системе. По мере потепления климата углубляется «активный слой» почвы, который ежегодно оттаивает. Это высвобождает огромное количество древнего органического материала в виде растворённого органического углерода (DOC), который попадает в реки и океан. Ежегодно более 275 миллионов тонн этого углерода преобразуются в углекислый газ, усиливая глобальное потепление.

«Что делает этот вопрос таким сложным, так это то, что прямые наблюдения в северной Аляске очень скудны», — говорит Майкл Роулинз.

Чтобы восполнить этот пробел, Роулинз за 25 лет разработал Модель водного баланса вечной мерзлоты. В 2024 году её применили для симуляции на площади 22,45 млн кв. км арктических земель. Моделирование с высоким разрешением в 1 км потребовало 10 дней непрерывной работы суперкомпьютера.

Исследование показало, что наибольший рост экспорта углерода происходит на северо-западе Аляски, где рельеф более плоский и в мерзлоте накоплено больше древнего органического вещества. Удлинение сезона таяния, который теперь длится до сентября и октября, напрямую связано с этими изменениями, влияя на солёность, питательные циклы и пищевые цепочки в море Бофорта.

«То, сколько DOC попадает в океан через реки и ручьи, — это часть углеродного цикла, о которой мы мало что знаем», — отмечает Роулинз.

Исследование было поддержано Национальным научным фондом США и NASA.