Судьба органического углерода, хранящегося в торфяных и минеральных мерзлых отложениях Севера, — центральный вопрос современной биогеохимии в условиях потепления климата и оттаивания вечной мерзлоты. Почвоведы Томского госуниверситета уточнили запасы углерода органических соединений мерзлых болот на севере Западной Сибири. Эта работа поможет улучшить прогнозы параметров углеродного цикла в будущем.
Исследователи обнаружили, что запасы неучтенного ранее углерода минеральных горизонтов под торфом составляют 30% от запасов углерода в торфе. Более того, оказалось, что как сами горизонты, так и углерод в них — не инертный, а значит, когда климат продолжит меняться, то минеральные горизонты под торфом будут играть заметную роль в круговороте углерода.
Старший научный сотрудник лаборатории биогеохимических и дистанционных методов мониторинга окружающей среды ТГУ Сергей Лойко рассказывает, что ранее, на основании советских данных Геологоторфразведки, были приблизительно подсчитаны запасы углерода в мерзлых болотах Западной Сибири. Но сколько углерода хранится под торфом — не изучалось.
Почвоведы ТГУ решили определить, сколько углерода находится под торфом, в минеральном горизонте, состоящем в основном из неорганических веществ. Младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биологии и почвоведения ТГУ Артём Лим поясняет, что нужно учитывать все пулы углерода, которые есть в геосферах: гидросфере, педосфере, атмосфере и биосфере. Нужно знать, в каких формах этот углерод содержится: в лабильном или стабильном. А также понимать, что будет с запасом этого вещества, если условия будут меняться.
— Мы задались вопросом: есть ли какие-то неучтенные запасы углерода в почвах Западной Сибири? И если есть, то какова их реакционная способность? Для этого мы с двух ключевых станций взяли замороженные торфяные образцы, промыли их, внесли промытый материал в минеральный горизонт и посмотрели, сколько адсорбируется на них углерода, а потом сделали экспериментальное моделирование процесса, — рассказывает Артём Лим.
Один из первых результатов — вывод о значительном запасе органического углерода в минеральных горизонтах под торфом.
— В изученных торфяных почвах содержание углерода составляет примерно 47 кг/м² в торфяной залежи. А под торфом в среднем еще 15 кг/м², то есть около 30%, что весьма не мало. Таким образом мы увеличили оценку запасов углерода в мерзлых болотах. Поэтому мы считаем, что нынешние данные запасов углерода в болотах должны быть увеличены за счёт учета минеральных пулов, — говорит Сергей Лойко.
При потеплении климата оттаивающие минеральные горизонты на болотах будут активнее сорбировать углерод. Это значит, что минеральная толща, которая залегает под торфяными горизонтами, не инертна. И когда климат будет лихорадочным и теплым, а грунтовые воды будут «гулять» сильнее, — минеральная толща будет чаще насыщаться кислородом. И так «погребенные» инертные горизонты будут оживать и включаться в круговорот углерода.
Ученые рассказывают, что продолжат изучать пулы углерода в других ключевых точках Западной Сибири, а также уточнять конкретные параметры запасов углерода.
Исследование поддержано в рамках консорциума VULCAR-FATE и в сотрудничестве с IFP Energies nouvelles (IFPEN, Франция), Florida State University (FSU, США) и Томским государственным университетом. Результаты опубликованы в журнале Geoderma (Q1).
Исследования климатических изменений в Сибири и Арктике соответствуют целям и задачам стратегического проекта ТГУ «Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни». Это стратегическое направление поддержано федеральной программой «Приоритет 2030» и является одним из приоритетных для Томского государственного университета на ближайшие годы.
Источник: https://www.tsu.ru/news/uchenye-tgu-utochnili-zapasy-organicheskogo-uglero/
