Сонный гигант Арктики зашевелился

Сонный гигант Арктики зашевелился

Когда растает вечная мерзлота? В какой форме она отдаст свой углерод небу?

Арктика очень важна для понимания глобального климата. Это аналог канарейки в угольной шахте для всей Земли. Погоды меняются в Арктике быстрее, чем успевают адаптироваться экосистемы.

Для детального изучения того, что творится за полярным кругом, НАСА учредило пятилетний проект CARVE (Carbon in Arctic Reservoirs Vulnerability Experiment), цель которого — измерение выхода углекислого газа и метана из вечной мерзлоты с помощью специального ЛА C-23 Sherpa.

Вечная мерзлота (многолетнемёрзлая почва) покрывает почти всю сухопутную часть Арктики. Летом верхний слой тает: в самой холодной тундре на 10 см в глубину, а в южных областях тайги — на несколько метров. Холода затрудняют разложение мёртвых растений и животных, поэтому с каждым годом под верхним слоем почвы запасается всё больше органического углерода.

За сотни тысяч лет в вечной мерзлоте накопилось примерно 1400–1850 Пг. Это около половины органического углерода, находящегося в земных почвах. (Для сравнения: с 1850 года в результате сжигания ископаемого топлива и прочей человеческой деятельности было произведено около 350 Пг углерода.) Основная часть этого углерода находится в пределах трёх метров от поверхности, то есть в уязвимой зоне.

При этом вечная мерзлота нагревается быстрее воздуха: за 30 лет температура почвы в Арктике выросла на 1,5–2,5 °C. Если резервуары органического углерода разгерметизируются, он поступит в атмосферу в виде углекислого газа и метана — парниковых газов, которые значительно усугубят глобальное потепление, что может привести к быстрым изменениям экосистем по всей Земле.

Ситуация осложняется тем, что деградация вечной мерзлоты по-разному скажется на региональном и глобальном климате. И современные климатические модели не способны адекватно предсказать последствия. Поэтому и появился проект CARVE.

Ему уже третий год. Это часть программы НАСА Earth Venture. В основе проекта гипотеза о том, что арктические резервуары углерода уязвимы к потеплению. Его результат — первые прямые измерения и подробные региональные карты источников углекислого газа и метана Арктики, а также демонстрации новых методов дистанционного зондирования и моделирования. В CARVE участвуют около двух десятков учёных из 12 организаций.

В 2011 году были только пробные полёты, а настоящая наука началась в 2012-м. На 2013 год запланированы семь кампаний, и две из них уже завершены.

Каждая двухнедельная кампания предполагает пролёт над Северным склоном Аляски, её внутренними частями и долиной реки Юкон с измерением сезонных колебаний углеродного цикла: таяние весной в апреле и мае, пик вегетации в июне и июле, начало повторного замерзания и первый снег в сентябре и октябре. Военно-транспортный самолёт C-23 проводит в воздухе по восемь часов в день.

Машина не претендует на участие в конкурсе красоты. «Грузовик с плохой пластикой носа», — вот как называют его пилоты. Внутри ужасно шумно — приходится надевать наушники.

Но большего и не требуется. C-23 держится в основном на высоте около 150 м, а если и забирается выше, то лишь для сбора фоновых данных. Для получения сведений о газообмене между поверхностью планеты и атмосферой этого достаточно. Большинство аналогичных аппаратов летают выше, и это плохо.

Самолёт напичкан сложным оборудованием: очень чувствительные спектрометры анализируют солнечный свет, отражённый от земли, и таким образом измеряют содержание в атмосфере углекислого газа, метана и окиси углерода. Аналогичный прибор будет отправлен в космос со спутником ОСО-2 (Orbiting Carbon Observatory-2) в 2014 году. Другие инструменты анализируют пробы воздуха на предмет тех же веществ. Собираются также навигационные данные и информация о погоде. Всё это поступает в распоряжение учёных в течение 12 часов, а воздух отправляется для дополнительной проверки в лабораторию стабильных изотопов и радиоуглеродную лабораторию Института исследований Арктики и Альп Колорадского университета.

Для калибровки инструментария используются данные, получаемые на земле: анализ проб воздуха, измерения температуры и влажности. Очень важно в точности описать состояние поверхности суши, ибо существует очень сильная корреляция между характеристиками почвы и высвобождением углекислого газа и метана. Исторически сложилось так, что холодная и влажная почва арктических экосистем сохранила больше углерода, чем выпустила. Если климат Арктики станет тёплым и сухим, то углерод будет выходить в основном в виде углекислого газа. Если же тёплым и влажным — жди метана.

Разница коренная. Метан в 22 раза мощнее углекислого газа как парниковый газ в 100-летней перспективе и в 105 раз мощнее — в 20-летней. Если хотя бы 1% углерода, содержащегося в вечной мерзлоте, в течение короткого времени будет выпущен в виде метана, он окажет на природу такое же влияние, как остальные 99%, отправленные в воздух в форме углекислого газа. Оценка соотношения двух газов — одна из основных задач CARVE.

Есть и другие корреляции между характеристиками арктической почвы и высвобождением двуокиси углерода и метана. Колебания продолжительности периодов весеннего таяния и летней вегетации серьёзно влияют на продуктивность растительности и определяют, сколько углерода будет накоплено и сколько выпущено.

Изучается также воздействие лесных пожаров на углеродный цикл Арктики. Пожары в бореальных лесах и тундре ускоряют таяние вечной мерзлоты и высвобождение углерода. С 1942 года среднегодовое количество пожаров на Аляске увеличилось, и пожары, выжигающие пятна площадью более 40 тыс. га, происходят чаще. В результате ещё больше углерода оказывается в атмосфере.

Анализ предварительных данных, полученных за первый год исследований, опроверг некоторые прогнозы моделей. Например, весной и летом из внутренних регионов Аляски и с Северного склона выбрасывается больше углекислого газа и метана, чем предполагалось. В июле 2012 года уровень метана над болотами Инноко превышал фон на 650 частей на миллиард, как будто это не пустоши, а большой город.

В конечном счёте CARVE должен ответить на вопрос, действительно ли таяние вечной мерзлоты необратимо, и планета вот-вот пройдёт переломный момент. Некоторые учёные полагают, что эта точка уже позади, но хорошо бы получить надёжные результаты измерений.

Источник: compulenta.computerra.ru

Похожие новости:
Путин дал ряд поручений по освоению Арктики
В России должен появиться национальный атлас Арктики. Проработанные с научными кругами предложения по его созданию правительство должно представить президенту. Это часть поручений главы государства, связанных с эффективным и безопасным освоением Арктики. Опубликованные вчера на официальном сайте Кремля поручения являются ..
2014-07-03 1277 0 Разное, интересное
0
Россия будет осваивать Арктику морскими роботами
В России в июне 2013 года стартовал новый полномасштабный проект по освоению природных ресурсов Арктики. Российский вице – премьер Дмитрий Рогозин, отметил, что начало в этом направление уже положено. Разработку перспективного проекта ведут Роснефть, Фонд перспективных исследований, ..
2014-03-15 1235 0 Разное, интересное
0
На Ямале обнаружили вторую загадочную воронку
В Тазовском районе Ямало-Ненецкого автономного округа местные жители нашли котловину, похожую на ту, что 10 июля была обнаружена около села Бованенково, сообщает «Интерфакс». О воронке стало известно от местных оленеводов. По их словам, 27 сентября 2013 года в этом районе (90 километров ..
2014-07-22 1646 0 Разное, интересное
0
Лето 2013: что будет, если растают льды Арктики?
За несколько дней до наступления календарного лета в приполярных регионах установилась небывалая жара. В Мурманской области столбик термометра поднялся до отметки + 28,3°С. Это максимальная температура, когда-либо фиксировавшаяся в городе. Предыдущий рекорд был отмечен в 1920 году – тогда воздух ..
2013-06-2 2116 0 Разное, интересное
0
В Арктике найден кратер от метеора, убившего динозавров
Ученые доказали, что 25-километровый кратер, обнаруженный на острове Виктории (Канадский арктический архипелаг), образовался в результате метеоритного дождя, погубившего динозавров, сообщает РИА "Новости" со ссылкой на газету The Toronto Star.Ученые из Саскачеванского университета (Канада) заметили кратер, пролетая над островом на вертолете ..
2012-08-30 1976 0 Разное, интересное
0
Толщина льда в Арктике увеличилась в 1,5 раза
Данные европейского спутника Cryosat нанесли серьезный удар по сценарию глобального потепления. Он зафиксировал, что в этом году масса ледового покрова составила в октябре 9 тысяч кубических километров. Это практически в 1,5 раза больше, чем в прошлом году. Обнадеживающая тенденция проявилась еще летом, когда ..
2013-12-18 3128 0 Разное, интересное
0
На дно ямальской воронки впервые спустились ученые
Геологическая экспедиция впервые достигла дна необычного кратера, обнаруженного в тундре на полуострове Ямал, передает ИА «Север-Пресс». Ранее проникнуть в глубину воронки ученым мешала вода и мягкий грунт. «Летом, во время двух предыдущих экспедиций, нам не удалось собрать необходимые пробы внутри ..
2014-11-12 2120 0 Разное, интересное
0
На Земле начинается эра супербурь
Ураган "Сэнди", обрушившийся на восточное побережье США, открывает целую эпоху стихийных бедствий, последствия которой человечество сможет оценить уже в ближайшие десятилетия. "Это предвестник грядущего. Увеличение количества бурь и повышение уровня Мирового океана создают растущую угрозу ..
2012-11-2 1434 0 Разное, интересное
1
В МГУ выяснили природу загадочного кратера на Ямале
Ученые Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова совместно с компанией НОВАТЭК провели комплексные исследования загадочного кратера, образовавшегося на Ямале в июле 2014 года. Об этом «Интерфакс» рассказала руководитель компании «Иннопрактика» Катерина Тихонова.Она отметила, что в ходе ..
2015-10-23 1712 0 Разное, интересное
1
В Южной Корее строят крупнейшее в мире судно
Плавающий корпус Shell Прелюдия был спущен на воду из сухого дока в Geoje, Южная Корея. 488-метровый в длину и 74 метров в ширину, станет крупнейшим за последние годы, плавающим гигантом. Shell разработан для добычи природного газа на море. Сначала будет превращать его в сжиженный ..
2013-12-8 1355 0 Разное, интересное
0
Ученые объяснили аномальный снегопад в США глобальным потеплением
Аномальная погода, который обрушилась на северо-восток США 17-21 ноября, привела к падению температуры и снежным бурям в нескольких штатах (в некоторых городах за трое суток выпала годовая норма снега, что заставило власти ввести режим чрезвычайной ситуации). О причинах экстремальных ..
2014-11-24 1154 0 Разное, интересное
1
Названа самая «умная» компания в мире
Издание MIT Technology Review опубликовало список 50 самых «умных» компаний 2016 года, сочетающих инновационные технологии с эффективной бизнес-моделью. Первое место в нем занял американский холдинг Amazon, капитализация которого составляет 337 миллиардов долларов.Среди успешных разработок Amazon составители ..
2016-06-21 1296 0 Разное, интересное
0
Ученые оценили время существования человечества
Астрофизики из Гарвардского и Оксфордского университетов оценили время существования жизни вокруг пригодных для этого звезд. Препринт исследования опубликован на сайте arXiv.org.Время существования жизни на планете вблизи звезды имеет тот же порядок, что и время существования самой звезды, если светило ..
2016-07-03 1394 0 Разное, интересное
0
Бактерия Синтия съедает всех. Современное биооружие
Похоже, попытка справиться с нефтяным загрязнением Мексиканского залива при помощи первого синтетического микроорганизма закончилась печально. Вместо того, чтобы спокойно кушать углеводороды и больше ни на что не обращать более внимание, искусственно созданный монстр по имени "Синтия" начал нападать ..
2013-10-6 5225 0 Разное, интересное
0
Google построит в Калифорнии уникальную штаб-квартиру
Компания, создавшая крупнейшую в мире поисковую систему, построит огромное новое здание для штаб-квартиры в небольшом калифорнийском городке Маунтин-Вью. Комплекс, получивший название Bay View, станет первым зданием, которое Google построила самостоятельно, а не купила. Интернет-гигант Google владеет большим ..
2013-02-26 1329 0 Разное, интересное
0