Арктика нагревается в два раза быстрее чем другие части планеты, и даже здесь, в субарктической Аляске, уровень потепления высок. Морской лёд и ареал полярных животных исчезают: высокий уровень моря угрожает прибрежным деревням.

Но для учёных исследовательского центра «Вудс хол», которые прибыли сюда чтобы изучать эффекты перемены климата, главной темой является судьба вечной мерзлоты, постоянно замёрзшей земли, которая занимает большинство территории штата.

Начинаясь с глубины около метра под поверхностью и уходя далее на расстояние от трёх до шестидесяти метров, она содержит огромные запасы углерода органического происхождения – растения, которые впитывали диоксид углерода из атмосферы веками, затем погибли и замёрзли прежде чем успели разложиться. Считается, что вечная мерзлота по всему миру содержит вдвое больше углерода чем его содержание в атмосфере.

Как только этот древний органический материал растает, микробы превратят определённую его часть в диоксид углерода и метан, которые могут попасть в атмосферу и стать причиной ещё большего потепления. Учёные оценили повышение температуры от таяния вечной мерзлоты на уровне 1,7 градуса Фаренгейта в течение нескольких столетий, независимо от усилий общества по ограничению выбросов от сгорания топлива и другой деятельности.

На Аляске вечная мерзлота уязвима как нигде больше. Это в 350 милях к югу от Полярного круга, на огромной, в основном лишённой деревьев территории, сформированной из ила, принесённого двумя крупнейшими реками штата, Юконом и Кускоквимом. Температура мёрзлой земли на глубине в 91 сантиметр меньше чем половина градуса ниже точки замерзания воды. Эта область может лишиться большинства своей вечной мерзлоты к середине столетия.

Это, говорит Макс Холмс, старший научный сотрудник и заместитель директора исследовательского центра, «будет иметь всевозможные последствия как на местном уровне, коснувшись животных и людей, живущих здесь, так и в глобальном масштабе».

«Стоит задуматься об этом замечательном ландшафте и как фундаментально он может измениться за относительно короткий период», – добавил он.

Но в этой широкой и плоской тундре нужен опытный глаз, чтобы заметить, что Аляска тает снизу. У одного из бесчисленных маленьких озёр, которыми усеян регион, куски береговой линии, которые включают в себя то, что было вечной мерзлотой, уходят вглубь. Рядом, по ту сторону губчатого покрывала мхов и лишайников, маленькая болотистая лужа сформировалась скорее всего когда лёд в верхних слоях вечной мерзлоты под ней растаял.

В июле учёные «Вудс хола» вместе с 13 студентами колледжа, работавшими на собственными проектами, установили временную станцию на безымянном озере в 60 милях к северо-западу от Бетеля, который с населением в 6 000 человек является самым крупным городом в регионе. Они пробурили вечную мерзлоту мощным буром, взяли другие образцы отложений и воды и установили датчики температуры в мёрзлую землю. Потом в лаборатории центра они начали анализ образцов на наличие углерода и питательных веществ.

Цель исследований – понять, как таяние вечной мерзлоты влияет на ландшафт, и главное, сколько парниковых газов и какого состава выбрасывается в атмосферу.

«Чтобы узнать сколько потеряно, нужно знать сколько есть всего», – говорит Сью Натали, учёная «Вудс хола», специалист по вечной мерзлоте.

Даже на более холодной северо-восточной Аляске, где вечная мерзлота в некоторых частях Северного склона уходит вглубь более чем на 630 метров, учёные наблюдают большие изменения. Владимир Рамоновский, исследователь вечной мерзлоты в университете Аляски в Фейрбенксе, говорит, что температура на глубине в 20 метров повысилась на 3 градуса Цельсия за прошедшие десятилетия.

Изменения ближе к поверхности были ещё больше. На северной стороне, сказал он, температура вечной мерзлоты во впадинах поднялась с минус восьми Цельсия до минус трёх.

«Минус три не так далеко от нуля», – сказал доктор Романовский. Если выбросы и потепление продолжатся на том же уровне, говорит он, температура около поверхности станет выше точки замерзания к середине века.

Среди учёных идёт множество дебатов о том, когда и сколько вечной мерзлоты Аляски растает. Никто не сомневается, что таяние всей вечной мерзлоты займёт тысячелетия. Но доктор Романовский говорит, что его работа и труды других учёных показывают, что вечная мерзлота «не так стабильна, как думают люди».

В дополнение к выбросам парниковых газов таяние наносит вред инфраструктуре, вызывая оползни там, где объём льда уменьшается при превращении его в воду.

Главная дорога в Бетель, где средняя температура с середины 20 века поднялась на 4 градуса Фаренгейта, больше напоминает стиральную доску чем твёрдую поверхность из-за сдвига почвы. Фундаменты зданий в Бетеле тоже сдвигаются и трескаются. Некоторые дороги, взлётно-посадочные полосы аэропорта и парковки были оборудованы трубами систем жидкостного охлаждения, которые отводят тепло от вечной мерзлоты, чтобы предотвратить возникновение оползней.

Таяние вечной мерзлоты – ступенчатый процесс. Земля полностью замерзает зимой и начинает таять сверху, когда температура повышается весной. Со повышением средних температур в течение лет, этот растаявший или активный слой проникает всё глубже.

На полевой станции исследователи особенно интересуются как на вечную мерзлоту влияют пожары. Так как пожар уничтожает растительность, которая служит изоляцией, теория гласит, что пожар ускоряет таяние вечной мерзлоты.

Участки тундры полыхали здесь в 1970-х и летом 2015 года, и учёные взяли образцы ядра с пожарищ и нетронутых огнём мест. Учёные боролись с мощным буром, когда его сверло из нержавеющей стали пробивалось через твёрдую мерзлоту. Ядро – часто содержащее тонкие слои твёрдого льда – было промаркировано, упаковано в холодильник и отправлено на вертолёте в морозильник в Бетеле.

Таяние вечной мерзлоты под озером или на его берегу может осушить его как дырявую ванну. Таяние в других местах может привести к изменению уровня земли, которые в свою очередь могут изменить движение водных потоков по территории, осушая одни участки тундры и превращая в болото другие.

Помимо влияния на местную растительность и животный мир, изменения ландшафта могут оказать важное влияние на изменение климата благодаря модификации смеси выбрасываемых диоксида углерода и метана. Хотя метан не удерживается в атмосфере так же долго, как диоксид углерода, он удерживает больше тепла и может способствовать более быстрому потеплению. Поэтому исследователи посвящают больше своего времени изучение водных потоков, углероду и питательным веществам, которые он содержит.

«Один из главных вопросов – что сейчас влажное, а что сухое, и что будет влажным, а что сухим в будущем», – сказала доктор Натали. Если разлагающаяся вечная мерзлота влажная, у микробов будет меньше кислорода, и они будут производить больше метана. Если мерзлота сухая, разложение даст больше диоксида углерода.

Оценки насчёт количества выделяемого при таянии вечной мерзлоты углерода по всему миру разнятся, но по расчётам это число немного больше того, что США выделяют от сгорания органического топлива или около 1,5 миллиарда тонн в год.

Таящая вечная мерзлота и повышение температуры уже признаны причиной увеличения выбросов углерода в тундре Аляски, как здесь и дальше на север. В исследовании, проведённом ранее в этом году, учёные обнаружили, что бактериальное разложение растаявшей вечной мерзлоты, как и диоксид углерода, произведённый растительностью, продолжаются и осенью, потому что замерзание поверхности задерживается.

Увеличение выбросов, как обнаружили исследователи, стало таким значительным, что Аляска может превратиться из бассейна или хранилища углерода в его основной источник.

Доктор Холмс говорит, что этот сдвиг не является сюрпризом, учитывая климатический тренд, и он ожидает, что субарктические части Сибири, Канады и других регионов с вечной мерзлотой ожидают похожие изменения.

«В земле содержится массивный объём углерода, который медленно накапливался в течение тысяч и тысяч лет, – сказал он. – Это был морозильник, а теперь морозильник превращается в холодильник».

0

0