Как вечная мерзлота отреагирует на глобальное потепление: прогнозы ученых

Это приводит к таянию вечной мерзлоты — почвы, которая оставалась замёрзшей со времён ледниковых периодов. Под этой почвой находится около вдвое больше углерода, чем во всей атмосфере планеты. Если вечная мерзлота будет активно таять, углерод может высвобождаться в виде парниковых газов (CO₂ или метана) и усиливать глобальное потепление.

Источник: Philipp de Vrese et al, Permafrost Cloud Feedback May Amplify Climate Change, Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2024GL109034

David M. Nielsen et al, Reduced Arctic Ocean CO2 uptake due to coastal permafrost erosion, Nature Climate Change (2024). DOI: 10.1038/s41558-024-02074-3

Meike Schickhoff et al, Effects of land surface model resolution on fluxes and soil state in the Arctic, Environmental Research Letters (2024). DOI: 10.1088/1748-9326/ad6019

Учёные из Института метеорологии Макса Планка (MPI-M) изучают, как именно это потепление повлияет на вечную мерзлоту. Один из важнейших вопросов — станет ли регион более влажным или, наоборот, более сухим.

При переувлажнении в почве не хватает кислорода, и образуется больше метана, который по нагреву в разы сильнее углекислого газа. Однако если почва будет сохнуть, это тоже может усилить потепление: меньше облачности — больше солнечного тепла, которое стимулирует рост растений и, в итоге, повышает эмиссию метана.

Ещё один аспект — динамика прибрежных зон. Берега тающей мерзлоты разрушаются под действием волн, и углерод из грунта попадает в океан. Там органический материал разлагается, повышая концентрацию CO₂ на поверхности воды. В результате океан поглощает меньше углекислого газа из атмосферы, и вдобавок вода становится более кислой, что вредит морским экосистемам.

Чтобы предсказать будущее, учёные используют сложные «модели Земли» (Earth System Models). Однако большая часть процессов в Арктике происходит на очень мелких масштабах — например, в нескольких метрах грунта, тогда как модели работают с шагом в километры. Чтобы совместить разные уровни, исследователи разрабатывают новый подход: учитывают в каждой «клетке» модели особенности ландшафта, распределения влаги и растительности. Первые результаты уже показали, что если в расчётах учесть влияние небольших прудов или заболоченных участков, прогноз поглощения и выбросов углерода становится точнее.

Вопросы остаются сложными: точное влияние процессов вечной мерзлоты, масштабы выбросов парниковых газов, взаимодействие с атмосферой и океаном — всё это исследователи изучают с помощью данных наблюдений и новых методов моделирования, улучшая свои прогнозы для будущего.