Какая бы сторона ни победила, это окажет большое влияние на углеродный цикл и климат планеты. Если баланс склонится в пользу углерода, выделяемого вечной мерзлотой, изменение климата может ускориться. Если баланс склонится в пользу растений, потребляющих углерод, изменение климата может замедлиться.Оказывается, результат будет однобоким.
Согласно новому компьютерному моделированию, проведенному учеными из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Лаборатория Беркли) Министерства энергетики США, в результате таяния вечной мерзлоты будет выделяться намного больше углерода, чем поглощается большей арктической растительностью.Результаты получены на основе модели земной системы, которая первой представляет процессы вечной мерзлоты, а также динамику углерода и азота в почве. Моделирование с использованием этой модели показало, что к 2300 году, если изменение климата продолжится бесконтрольно, чистые потери углерода в атмосферу из-за вечной мерзлоты в Арктике будут варьироваться от 21 до 164 петаграмм. Это эквивалентно от двух до 16 лет выбросов CO2 в результате деятельности человека.
Ученые включили в модель динамику азота, потому что по мере таяния вечной мерзлоты азот, захваченный в более глубоких слоях почвы (ниже одного метра под землей), разлагается и становится доступным для удобрения растений. В то же время органический углерод, замороженный в более глубоких слоях почвы, разложится и попадет в атмосферу.
«Большой вопрос был: какая сторона победит? И мы обнаружили, что скорость таяния вечной мерзлоты и его влияние на разложение глубокого углерода будет иметь гораздо большее влияние на углеродный цикл, чем доступность глубокого азота и его способность зажигать растения. рост », — говорит Чарльз Ковен из отдела наук о Земле лаборатории Беркли.Ковен проводил исследование с коллегами из лаборатории Беркли Уильямом Райли и Дэвидом Лоуренсом из Национального центра атмосферных исследований.
Недавно они сообщили о своем исследовании в Proceedings of the National Academy of Sciences.Ученые считают, что относительно небольшое влияние азота на углеродный цикл связано с тем, что более глубокие слои вечной мерзлоты не тают до осени или даже в начале зимы, когда летнее тепло наконец достигает более одного метра под землей. На этом этапе вегетации глубокий азот, который разлагается и становится доступным, будет иметь мало растений для удобрения.
Результаты модели также подчеркивают неопределенности в науке. В конце концов, моделирование показало, что от 21 до 164 петаграмм углерода будет выброшено в атмосферу, что является большим диапазоном.
Ученые говорят, что необходимы дополнительные полевые и лабораторные исследования, чтобы определить, как динамика разложения углерода работает в глубоких слоях вечной мерзлоты по сравнению с поверхностью, включая роль микробов, минералов и корней растений.«Эти симуляции позволяют нам идентифицировать процессы, которые, кажется, имеют большое влияние на изменение климата и которые нам необходимо изучить дальше», — говорит Ковен.