Тюменские ученые рассказали, что в отношении глобального потепления метан опаснее углерода
Одна из самых острых проблем, с которой сталкивается сегодня человечество — глобальное изменение климата, вызванное в основном ростом содержания парниковых газов, особенно углекислого газа и метана, в атмосфере.
Торфяные болота служат постоянными поглотителями CO2 из атмосферы, а секвестрированный в них углерод исключается из дальнейшего круговорота и подлежит долгосрочному накоплению.
Торфяники накапливают больше углерода, чем любая другая наземная экосистема, и, таким образом, торфяники служат первыми в мире по величине (больше, чем степи и леса) хранилищами стабильного органического вещества на единицу площади поверхности.
Принято считать, что круговорот веществ не замкнут, и экосистема получает больше энергии и материала, чем вырабатывает их, и это приводит к долгосрочному поглощению углерода в торфяных болотах. В то же время, анаэробные процессы деструкции производят метан (CH 4), газ, потенциал глобального потепления которого в 28 раз выше, чем у углекислого газа (CO 2).
Известно, что скорости секвестрации углерода на торфяниках значительно варьировались в течение голоцена (за последние 12 тыс. лет), и что пиковое накопление углерода совпадало с временными интервалами более теплого климата.
Учитывая продолжающееся глобальное потепление, это увеличивает вероятность того, что торфяники вскоре вызовут интегральный охлаждающий (компенсационный) эффект на тепловой баланс атмосферы, поскольку эффект секвестрации долгоживущего атмосферного CO 2 в конечном итоге превзойдет эффект эмиссии короткоживущего CH 4.
Однако баланс между секвестрацией и эмиссией углерода может быть как положительным, так и отрицательным и контролируется различными как естественными процессами, так и антропогенной нагрузкой на экосистему.
Некоторые исследователи задокументировали снижение уровня грунтовых вод в торфяниках, аналогичное тому, что происходит в результате длительных периодов сухой погоды, что изначально приводит к потере углерода почвы в результате дыхания, а уплотнение торфа фактически возвращает систему в исходное состояние.
Напротив, повышение уровня грунтовых вод усиливает рост растительности и, следовательно, также накопление торфа, что способствует накоплению углерода, но впоследствии приводит к снижению уровня грунтовых вод относительно поверхности торфа и усиливает как аэрацию его верхнего слоя, так и результирующие потери углерода.
Известно, что интенсивность выделения метана из верхнего слоя торфа во многом зависит от окислительно-восстановительных условий. Сброс неочищенных сточных вод с высоким содержанием органических веществ может существенно влиять на выделение метана, способствуя изменению гидрогеохимического и гидрологического режимов и, следовательно, изменению окислительно-восстановительных условий в верхней части торфа.
Для проверки этой гипотезы и предварительной оценки влияния неочищенных сточных вод, сбрасываемых в богатый (эвтотрофный) торфяник, на его углеродный баланс ученые изучили химический состав вод торфяника и изотопный состав растворенного углерода, а также измерили потоки метана с открытой и лесной территории на Обском торфянике.
Статья «Потоки метана из богатого болота: связь с гидрохимией и изотопным составом растворенного углерода» ученых Школы естественных наук Виктории Колотыгиной, Татьяны Кремлевой и др. вышла в журнале Geochemistry International.
Проведя исследование, ученые пришли к выводам, что бурная эмиссия метана из заболоченных микропонижений значительно выше вблизи сброса сточных вод в Обской топи и почти в 30 раз превышает фоновые значения.
В то же время вблизи источника загрязнения обнаружены высокие концентрации соединений углерода, азота и фосфора, которые приносятся сточными водами и служат субстратами для микробной биомассы и метаногенных процессов. Хотя средняя эмиссия метана на открытой части топи несколько выше, чем на лесной, более тяжелый изотопный состав растворенного неорганического углерода на лесной части свидетельствует о том, что метагенез здесь протекает активнее, чем на открытой части.
Это позволило сделать вывод о том, что загрязнение сточными водами существенно влияет на химический состав воды топи и интенсивность потоков метана, а изотопный состав растворенного неорганического углерода потенциально может быть использован в качестве маркера распространения загрязнения.
Потоки метана из заболоченных микропонижений в лесной зоне уменьшаются по мере удаления от источника загрязнения, как и концентрации общего углерода, растворенного органического углерода, гидрокарбонатов, общего азота, аммония и нитритов.
Источник:
Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ
