Interfax-Russia.ru — Таяние вечной мерзлоты может привести к высвобождению хранящихся в ней органического углерода и метана. Сибирские ученые определили, какие бактерии, мхи и лишайники могут стабилизировать потоки метана в Арктике и Антарктике.
Группа ученых из Новосибирска и Красноярска оценила способность бактерий, существующих на мхах и лишайниках криогенных (мерзлотных) прибрежных экосистем, поглощать и перерабатывать метан. Исследования проводились в тундровых экосистемах дельты реки Лены (Якутия) и острова Кинг-Джордж (Южная Антарктида). Результаты научной работы опубликованы в сборнике конференции Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes.
"Повышение среднегодовых температур в этих регионах приводит к быстрому таянию вечной мерзлоты и способствует высвобождению органического углерода и дальнейшему выбросу метана в атмосферу. Метаногенные (производящие метан — ИФ) и метанотрофные (поглощающие метан — ИФ) микробные сообщества являются ключевыми элементами круговорота метана", — сообщила пресс-служба Красноярского научного центра (КНЦ) Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН).
Производящие и поглощающие метан микробные сообщества являются ключевыми элементами круговорота этого парникового газа, бактерии окисляют большую часть (от 50 до 75%) образующегося метана. При этом процесс переработки углерода связан не только с бактериями, но и с формирующими с ними симбиоз мхами и лишайниками. Бактерии получают среду обитания и защиту, а растения — доступный дополнительный углекислый газ.
"Изучив эти системы на территории Арктики и Антарктиды, специалисты подтвердили, что объединения бактерий с мхами и лишайниками способны потреблять и перерабатывать атмосферный метан. При этом наиболее высокой способностью поглощать газ, как выяснили ученые, обладают сообщества бактерий с лишайниками Cetraria laevigata и мхами Sphagnum compactum", — отметили в пресс-службе КНЦ.
Однако, как оказалось, сообщества Арктики и Антарктиды в определенных условиях ведут себя по-разному. Так, на островах в дельте реки Лены сообщества мхов и лишайников потребляли метан не зависимо от сезона и влажности окружающей среды. В это же время увеличение влажности на острове Кинг-Джордж в Антарктике до 60% превращало сообщества бактерий с лишайниками и мхами из поглотителей в производителей метана. Исключением стали лишь мхи видов Sanionia sp и Campylium sp, которые игнорировали изменение влажности и продолжали перерабатывать метан.
"Мерзлотные прибрежные экосистемы привлекают особое внимание, так как эти районы являются серьезным потенциальным источником биогенного метана за счет таяния вечной мерзлоты и эрозии береговой линии, в результате чего органическое вещество почвы становится доступным для микробной деградации, в том числе для сообществ, производящих метан. В такой ситуации бактерии, поглощающие метан, станут своего рода фильтром на пути эмиссии все возрастающих объемов метана", — пояснил младший научный сотрудник Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН Валерий Кадуцкий.
По его словам, принято считать, что Антарктида не является значительным источником метана, однако наличие активных производителей метана в холодолюбивых сообществах острова Кинг-Джордж свидетельствует о наличии в экосистеме постоянных метановых потоков, и позволяет предположить, что антарктические экосистемы, как и арктические могут быть как поглотителем, так и источником метана.
Криогенные или мерзлотные экосистемы — это почвенные экосистемы, которые существуют в условиях низких температур и постоянной мерзлоты. Они встречаются в Арктике и Антарктике. Мерзлотные почвы очень уязвимы, так как любые изменения в температуре или структуре почвы могут привести к нарушению баланса этой экосистемы. Особо настораживающим это выглядит в условиях того, что экосистемы вечной мерзлоты являются глобальным хранилищем органического углерода и метана. Таяние мерзлоты в результате повышения среднегодовых температур из-за глобального потепления приведет к ускоренному разложению замороженной в грунте органики и выбросам парниковых газов.
В свою очередь специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук (ИНГГ СО РАН, г. Новосибирск) разработали новую технологию мониторинга состояния вечной мерзлоты, основанную на периодическом измерении сигналов импульсных электромагнитных зондирований.
"Проходя через породу, эти сигналы меняются в зависимости от того, является ли она мерзлой или оттаявшей. То есть на датчики влияет не температура, а удельное электрическое сопротивление пород, которое, в свою очередь, зависит от температуры", — сообщило издание СО РАН "Наука в Сибири".
Источники и приемники электромагнитного излучения предлагается с небольшим шагом размещать в скважинах глубиной около 20 метров и измерять с их помощью электромагнитное поле через определенные промежутки времени. Таким образом можно проследить динамику процессов, происходящих с вечной мерзлотой.
Как сообщалось, 28 июня Госдума приняла закон о создании системы мониторинга вечной мерзлоты в России. Документ был подготовлен правительством РФ, он вводит в российское законодательство такие определения, как "вечномерзлый грунт ", "состояние многолетней (вечной) мерзлоты" и "деградация вечномерзлого грунта". Создание государственного фонового мониторинга состояния многолетней мерзлоты предлагается вести на базе наблюдательной сети Росгидромета.
На первом этапе реализации проекта (он начнется уже в 2023 году) предлагается разработать методы мониторинга и апробировать их в Арктической зоне РФ. При подготовке соответствующих предложений будет учитываться опыт работы ФГБУ "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт" по организации пунктов мониторинга, расположенных на архипелагах Шпицберген, Земля Франца Иосифа, Северная Земля.
"Указанные пункты после проведения дооснащения впоследствии войдут в состав создаваемого государственного фонового мониторинга состояния многолетней (вечной) мерзлоты", — говорится в пояснительной записке.
На втором этапе (2024-2025 годы) мониторинг уже планируется развернуть на всей территории вечной мерзлоты в РФ.
Как сообщалось, в конце мая 2020 года на мощностях "дочки" "Норникеля" — "Норильско-Таймырской энергетической компании" (НТЭК), которая обеспечивает энергоснабжение Норильского промышленного района, произошел разлив более 21 тыс. тонн дизтоплива, горючее попало в местные водоемы. Авария стала второй крупнейшей в России после разлива 94 тыс. тонн нефти в Коми в 1994 году, когда ликвидация последствий заняла 6 лет. В качестве причины аварии компания называла аномально мягкую погоду в последние несколько лет в условиях вечной мерзлоты.
Через несколько месяцев после аварии глава комитета Госдумы (седьмого созыва) по природным ресурсам Николай Николаев заявил, что надо предметно рассмотреть законопроект об охране вечной мерзлоты, который ранее разрабатывал, в частности, парламент Якутии.
"Вот после того, как мы сейчас в Норильске получили катастрофу, которая во многом, специалисты разберутся, но вот сейчас уже говорят о том, что она обусловлена, в том числе, и изменениями вечной мерзлоты, то мы понимаем, что нам нужно какие-то шаги предпринимать в этой связи", — говорил депутат.
Закон вступит в силу со дня официального опубликования.
