Российские исследователи предлагают организовать Арктический карбонатный полигон в акватории моря Лаптевых или Восточно-Сибирского моря. Проведение атмосферных наблюдений в этих районах позволит достоверно определить вклад Сибири и Дальнего Востока в поддержание глобального равновесия парниковых газов: СО2 и метана. А также исследовать влияние на климат выбросов метана, ранее законсервированного в мерзлоте. Проект основан на 30-летней базе данных, собранной объединенной научной группой со всей России. Результаты прошлых работ подтверждены более чем 300 статьями в крупных научных журналах, включая более 20 статей в серии журналов Science, Nature.
На территории России более чем на две трети распространена мерзлота, содержащая значительные объемы древнего органического вещества. Включение этого вещества в современные биогеохимические процессы приводит к выбросам в атмосферу основных парниковых газов, таких как двуокись углерода ( СО2) и метана (СН4) . К тому же, приблизительно 80% подводной мерзлоты Земли расположена в морях Восточной Арктики – в море Лаптевых и Восточно-Сибирском море. Под воздействием потепления мерзлота разрушается, гидраты распадаются, и в атмосферу высвобождается значительное количество СН4 ― одного из наиболее действенных парниковых газов.
По словам члена-корреспондента РАН Игоря Семилётова, в научной деятельности для прогнозирования и моделирования климата необходимо учитывать не только объём выделяемых газов, но и процессы, определяющие перемещение парниковых газов, а также объёмы их выбросов.
«Наша команда, объединяющая более ста ученых и аспирантов из ведущих университетов и институтов Российской академии наук, осуществляет всесторонние геологические, геофизические, биогеохимические и метеорологические исследования в геосистемах, охватывающих водосборы Великих Сибирских рек и шельфовые моря России, в которые они впадают. Шельф выступает в роли аккумулятора геохимических данных, поступающих из обширных водосборов Великих Сибирских рек. Например, водосбор реки Лены составляет 2,5 миллиона квадратных километров, и его детальное изучение представляется невозможным. Однако крайне важно понимать, какое количество углерода из водосбора реки попадает в ее сток и в каких формах переносится в море. Более двух десятилетий мы успешно применяем этот системный подход: фиксируем интегрированный речной сигнал на выходе реки в море и изучаем его распространение в море на молекулярном и изотопном уровнях. Таким образом, мы проводим мониторинг изменений цикла углерода в водосборе выбранной крупнейшей сибирской реки, анализируя интегрированные результаты на прилегающем шельфе. Для определения специфических источников (почва, торф, ледовый комплекс и другие) мы проводим продолжительные, детальные исследования в реках и определенных мерзлотных ландшафтах, что необходимо для подтверждения данных, полученных на прибрежном шельфе. В ходе работы был получен неожиданный результат: выяснилось, что окисление эрозионного углерода, поступающего в моря Восточной Арктики в результате деградации берегового ледового комплекса, является ранее не учтенным источником СО2, которое вызывает резкое снижение pH водных ресурсов в акватории Северного морского пути и влечет за собой выброс СО2 в атмосферу», ― рассказал Игорь Семилетов.
По словам исследователя, 30-летний архив данных содержит свыше 10 миллионов точных измерений СО2 и СН4 в приводном слое атмосферы и в поверхностной воде, а также в водной толще и донных осадках во всех арктических морях России, должна дополняться ежегодно, что является основой для комплексного мониторинга углерода на акватории Северного морского пути.
«Игорь Семилетов отметил, что формирование базы данных осуществлялось в ходе 51 масштабной экспедиции, которые финансировались благодаря отдельным грантам и не были интегрированы в федеральные программы, такие как ВИП ГЗ. В настоящее время карбоновые полигоны сосредоточены в западной части России, в то время как приоритетная зона мерзлоты до сих пор остается вне внимания и не учтена в федеральных проектах.
Предлагаемые учеными две станции атмосферного мониторинга в прибрежной зоне Республики Саха (Якутия), а также расширение экспедиционных наблюдений в смежных районах шельфа, позволят перейти к новому этапу количественной оценки потоков СО2 и СН4 в арктической системе суша-шельф-атмосфера, что является одним из приоритетов в науках о Земле на мировом уровне. Более того, одна из важных задач нового карбонового полигона ― наблюдения за потоками СО2 и метана в характерных наземных ландшафтах Севера на побережье Восточно-Сибирского моря: ученые проводили подобные исследования в 1990-е гг. и планируют повторить их, чтобы оценить произошедшие за 30 лет изменения.
«По всей видимости, мы являемся единственной научной группой в России и одной из немногих в мире, которая не только проводит количественную оценку выбросов парниковых газов, но и определяет процессы, приводящие к этим выбросам. В частности, мы исследуем структуру подводной мерзлоты – задача, значительно более сложная, чем изучение мерзлоты на суше. А глубина залегания и состояние «крышки» подводной мерзлоты – это важнейшая информация, необходимая для безопасной разработки ресурсов арктического шельфа. Предлагаемый проект необходим для проведения исследований на основе накопленной базы данных в рамках единой программы. Это позволит получить новые результаты и станет причиной публикации серии статей в ведущих мировых изданиях, что укрепит позиции России на мировой климатической арене. Кроме того, это позволит подготовить новое поколение российских ученых, способных работать на мировом уровне», ― отметил Игорь Семилетов.
Новость создана при содействии Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Фото: erectus / ru.123rf.com