Ученые ТГУ, Университета Умео (Швеция) и обсерватории Миди-Пиренейз (Франция) в рамках международного проекта SIWA «Сибирские внутренние воды» впервые изучили эмиссию парниковых газов термокарстовых озер криолитозоны Западной Сибири на широтном градиенте. Ученые выяснили, что водоемы, образовавшиеся в результате таяния мерзлоты, выделяют большое количество парниковых газов, причем максимальная эмиссия углекислого газа и метана отмечается в межсезонье. Результаты исследований международной группы опубликованы в журнале Nature Communications.
Интерес к термокарстовым озерам весьма высок, их активно исследуют последние несколько десятилетий, однако ранее российские и зарубежные ученые работали локально, уделяя внимание лишь нескольким объектам. Как правило, изучались пробы, отобранные в рамках одного сезона.
Первые комплексные исследования озер в Арктической зоне РФ провела лаборатория «БиоГеоКлим» ТГУ, созданная в рамках мегагранта при поддержке Правительства России. Руководит лабораторией ученый ТГУ и обсерватории Миди-Пиренейз (Тулуза, Франция) Олег Покровский.
– В Западной Сибири находится крупнейший в мире мерзлый торфяник, в котором содержится огромные запасы органического углерода, – рассказывает сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» Иван Крицков. – В процессе таяния мерзлоты, происходит высвобождение углерода и его частичная миграция в примыкающие водоемы. Впрочем, наличие высокой концентрации растворенного углерода в озерной воде еще не гарантирует выделение парниковых газов в атмосферу. В ходе исследований нам удалось определить факторы, влияющие на активность эмиссии, – это глубина озера, температура воды и воздуха, атмосферное давление, потоки воздуха, оценить интенсивность выброса парниковых газов в атмосферу.
Отбор проб проводился на 76 озерах в ХМАО и ЯНАО. Исследования были проведены трехкратно в течение всего периода открытой воды – весной, летом и осенью. Во время исследований ученые измерили концентрацию растворенного углерода в озерной воде, изучили элементный состав, а также объемы эмиссии углекислого газа и метана с поверхности воды. Как оказалось, максимальный выброс парниковых газов происходит весной, когда озера вскрываются после зимы и выделяют в атмосферу запасы, накопленные за зиму, и осенью в период затяжных дождей, когда площадь обводнения значительно возрастает.
– Мы пытались выяснить, как сильно влияют природные факторы (размеры озер и водосборов, тип мерзлоты, сезонность) на эмиссию парниковых газов, – поясняет сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» Артем Лим. – Результаты исследований показали, что наибольшее значение на величину выбросов оказывают широтность и сезонность, так, объемы выбросов возрастают с юга на север и достигают своего максимума в зоне сплошной мерзлоты, где они в 2–5 раз больше, чем на юге.
Комплексные исследования, проведенные международной научной группой, позволили получить большой массив уникальных данных о вкладе термокарстовых озер Западной Сибири в парниковый эффект. Это позволит лучше понимать процессы трансформации окружающей среды, происходящие в Арктической зоне РФ, и строить гораздо более точные прогнозы относительно того, что будет происходить с вечной мерзлотой и какие изменения климата ждут человечество в будущем.