Термокарстовые озёра и парниковые газы. Новые данные ученых

Учёные Томского государственного университета (ТГУ) совместно с коллегами из Китая и Германии провели исследование процесса аэробного окисления метана в мелких термокарстовых озёрах, образовавшихся в результате таяния вечной мерзлоты. Целью исследования была оценка продукции СО2 и потенциала аэробного окисления метана в отложениях термокарстовых озёр на разных стадиях их развития.

Результаты исследования показали, что верхние слои донных отложений озёр являются основным местом, где метан превращается в углекислый газ. Эти данные были опубликованы в высокорейтинговом журнале Global Change Biology и поддержаны Российским научным фондом.

Термокарстовые озёра являются значимыми источниками парниковых газов, таких как метан (CH4) и углекислый газ (CO2), возникающих в результате таяния вечной мерзлоты из-за глобального потепления. Как отметил старший научный сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ Ринат Манасыпов, традиционно считается, что меньшие термокарстовые озёра выделяют больше парниковых газов из-за активного поступления органического вещества. В ходе исследования, проведенного в зоне прерывистого распространения мерзлоты (около поселка Ханымей, ЯНАО), было установлено, что продукция СО2 в верхнем слое донных отложений действительно выше в малых озёрах, но существуют значительные различия в более глубоких слоях.

Главным фактором, влияющим на интенсивность образования углекислого газа в водной среде, является наличие кислорода. Метан, образующийся при переработке органики бактериями, окисляется в присутствии кислорода, образуя углекислый газ, который оказывает меньший парниковый эффект по сравнению с метаном.

«Маленькие озера окисляют метан до углекислого газа только в верхнем слое донных отложений, а на глубине 10-20 сантиметров аэробное окисление метана не происходит, так как кислород туда не проникает»

– Ринат Манасыпов.

В больших озёрах, наоборот, происходит активное перемешивание водной толщи за счёт ветра, что способствует насыщению донных отложений кислородом. Это, в свою очередь, стимулирует развитие микробных сообществ, которые существенно ускоряют процесс метанотрофии. В результате, окисление метана в больших озёрах идёт до 70 раз активнее, чем в малых озёрах, что способствует значительной эмиссии СО2 и смягчению последствий выбросов CH4.

Как отмечают учёные, продолжающееся потепление климата будет способствовать дальнейшему оттаиванию вечной мерзлоты, особенно в Арктике и Субарктике. Это усилит работу природных экосистем как источников метана и углекислого газа, оказывая влияние на атмосферу. Важно понимать механизмы этих процессов, поэтому сотрудники лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ планируют расширять свои исследования. Изучение процессов окисления метана и его производства в естественных условиях станет новой задачей для будущей оценки цикла углерода.

«Очень важно понимать механику этих процессов, чтобы более точно оценить их влияние на климат»

– Ринат Манасыпов.

Таким образом, исследование термокарстовых озёр даёт важные сведения для понимания их роли в глобальных изменениях климата.