Российские ученые предлагают создать Арктический карбоновый полигон на шельфе моря Лаптевых либо Восточно-Сибирского моря. Атмосферный мониторинг в этих регионах позволит объективно оценить роль Сибири и Дальнего Востока в глобальном балансе 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.
Более двух третей территории России находятся на мерзлоте, которая хранит огромные запасы древнего органического вещества (ОВ). Оно вовлекается в современные биогеохимические циклы, что в конечном итоге приводит к атмосферной эмиссии основных парниковых газов, двуокиси углерода (СО2) и метана (СН4) . Более того, около 80% подводной мерзлоты на нашей планете находится в морях Восточной Арктики ― в море Лаптевых и Восточно-Сибирском море. Под влиянием потепления мерзлота деградирует, гидраты разрушаются и в атмосферу выбрасывается огромное количество СН4 ― одного из самых активных парниковых газов.
В разговоре с корреспондентом «Научной России» член-корреспондент РАН Игорь Семилетов отметил, что в научной работе для прогнозирования и моделирования климатических процессов важно не только оценивать количество выбрасываемых газов, но и понимать механизмы, ответственные за миграцию парниковых газов, и масштабы их выбросов.
«Наша команда, в которую входят более 100 ученых и аспирантов из ведущих университетов и институтов РАН, проводит комплексные геологические, геофизические, биогеохимические и метеорологические исследования в геосистемах, включающих водосборы Великих Сибирских рек и шельфовые моря России, в которые впадают реки. Шельф ― это интегратор геохимического сигнала, поступающего из гигантских водосборов Великих Сибирских рек. Например, водосбор реки Лены ― это 2,5 млн квадратных километров: изучить его в деталях невозможно. Но очень важно понимать, сколько углерода из водосбора реки попало в ее сток и сколько углерода, и в каких формах переносится в море. Более 20 лет мы успешно используем этот системный подход: ловим интегрированный сигнал речного ОВ на выходе реки в море и изучаем его распространение в море на молекулярном и изотопном уровне. То есть проводим мониторинг изменений цикла углерода в водосборе выбранной крупнейшей сибирской реки, исследуя полученные интегрированные результаты на шельфе. Для выявления специфических источников (почва, торф, ледовый комплекс и др.) мы проводим детальные многолетние исследования в реках и выбранных мерзлотных ландшафтах, что необходимо для верификации данных, полученных на прилежащем шельфе. Был получен неожиданный результат: оказалось, что окисление эрозионного углерода, поступающего в моря Восточной Арктики в результате деградации берегового ледового комплекса, является неучтенным ранее источником СО2, который отвечает за экстремальное подкисление вод на акватории Северного морского пути и приводит к эмиссии СО2 в атмосферу», ― рассказал Игорь Семилетов.
Ученый отметил, что 30-летняя база данных, включающая более 10 миллионов высокопрецизионных 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.
«База данных собиралась в 51 комплексной экспедиции, которые выполнялись в рамках отдельных инициативных грантов и никогда не включались в федеральные программы уровня ВИП ГЗ. Работающие сегодня карбоновые полигоны сконцентрированы в западной части России, а приоритетная зона мерзлоты пока осталась незамеченной и неучтенной в федеральных проектах», ― подчеркнул Игорь Семилетов.
Две станции атмосферного мониторинга, которые предлагают создать ученые в прибрежной зоне Республики Саха (Якутия), и усиление экспедиционных наблюдений в прилежащей части шельфа приведут 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.
«Наверное, мы единственная научная группа в России и одна из немногих в мире, которая проводит не только количественные оценки эмиссии парниковых газов, но и выявляет процессы, ответственные за выбросы этих газов. В частности, мы изучаем структуру подводной мерзлоты ― это гораздо сложнее, чем изучать мерзлоту на суше. А глубина залегания “крышки” подводной мерзлоты и ее состояние ― это критически важная информация для безопасного освоения ресурсов арктического шельфа. Предлагаемый проект нужен для того, чтобы в единой программе проводить исследования на основе накопленной базы данных. Это позволит получить новые результаты и приведет к серии публикаций в ведущих мировых изданиях, что позволит усилить позиции России на мировой климатической арене. Более того, это позволит воспитать новую генерацию молодых российских ученых, которые будут работать на мировом уровне», ― отметил Игорь Семилетов.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото: erectus / ru.123rf.com
