Чем может угрожать таяние вечной мерзлоты, к каким последствиям это приведет?

Знание – силаНаука

Мерзлота не вечная: прошлое и настоящее

Александр Волков

Вечная мерзлота, сковывающая полярные регионы нашей планеты, – это грандиозный природный морозильник, имеющий свое важное предназначение. Но если она начнет стремительно таять, в атмосферу Земли выделится громадное количество парниковых газов. В последние годы ученые пытаются понять, чем может угрожать возможное таяние вечной мерзлоты, к каким последствиям это приведет.

Во владениях мерзлоты

Бескрайняя тундра и лесотундра Сибири и Русского Севера, Гренландия, Аляска и многие области Канады, север Скандинавии и высокогорные районы планеты – все эти территории объединяет то, что они скованы вечной мерзлотой. Там и в летние месяцы почва оттаивает на 0,5—1,5 метра. Толщина же слоя мерзлоты может достигать нескольких сотен метров и даже полутора километров (в некоторых районах Центральной Сибири). Этот лед никогда не тает. Но всегда ли так будет?

Создание надежной научной модели, как и решение любой задачи, начинается с детального описания исходных условий. В 2020 году была завершена работа по составлению полной карты зон вечной мерзлоты на основе спутниковых данных, предоставленных НАСА. Сотрудники университета Осло во главе с Ярославом Обу для начала определили температуру всех участков земной поверхности в северных широтах, а затем реконструировали, как меняется температура почвы и глубинных слоев недр на каждом из этих участков. В результате было установлено и нанесено на карты распределение температуры на глубине до одного километра в каждой точке земной поверхности.

Общая площадь арктической вечной мерзлоты составила около 13,9 миллиона квадратных километров. Если приплюсовать к ней площадь территорий, прилегающих к Арктике и также скованных мерзлотой, а кроме того, отдельные зоны в высокогорных областях, где под толщей ледников скрывается мерзлота, то выходит, что ею охвачена примерно четвертая часть всей суши в Северном полушарии. Схожая картина и в Южном полушарии, где вечной мерзлотой скован целый континент – Антарктида (14,1 млн кв. км). Остается добавить, что в Северном полушарии площадь суши составляет около 100 млн кв. км, а в Южном – 49 млн кв. км.

Популярная механика таяния

Вечная мерзлота – очень важный элемент системы глобального климата, ведь ею скована значительная часть суши в Северном полушарии. За сотни тысяч лет в мерзлотном грунте скопилось огромное количество углерода в составе различной органики, которая не успела подвергнуться разложению.

Следует подчеркнуть, что речь идет об органическом углероде – том, что содержится в смерзшихся растениях, древесине, остатках животных, замурованных в мерзлоте. Как только она растает, этот углерод немедленно начнет выделяться в атмосферу в виде углекислого газа и метана – в отличие от неорганического углерода, который содержится в горных породах и не улетучивается, если те внезапно окажутся на поверхности земли.

Итак, едва мерзлота станет оттаивать из-за наблюдаемых сейчас климатических изменений, вся эта органика будет разлагаться под воздействием микроорганизмов, получивших к ней доступ. Как следствие этого процесса, в атмосферу попадут большие количества парниковых газов. Это лишь усилит тенденцию к потеплению. Снега и льды в полярных регионах станут таять еще интенсивнее, продолжит таять и мерзлота… Это – замкнутый круг, дьявольский, самоусиливающийся цикл.

Остатки ледника на острове Баффинова Земля, Канадский Арктический архипелаг

По оценкам ученых из Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Потсдаме, вечномерзлые почвы содержат от 1460 до 2000 гигатонн углерода, что в 2,2 раза выше количества Земли, и в 3,8 раза выше того количества углерода, что содержит вся растительность нашей планеты.

При этом в верхнем слое мерзлоты, точнее говоря, в верхних трех метрах мерзлотного грунта, сообщает географ Эдвард Шуур из университета Северной Аризоны в статье «Тающая тундра», содержится примерно треть всех мировых запасов органического углерода (E. Schuur. «Tauende Tundra», 2019). При таянии мерзлоты этот углерод может попасть в атмосферу, что заставляет ученых уже сейчас строить мрачные прогнозы.

Нельзя забывать и о том, что в зоне арктического шельфа морское дно тоже сковано вечной мерзлотой, которая при дальнейшем потеплении будет оттаивать, и ученые пока затрудняются сказать, сколько органических материалов захоронено там, на дне Северного Ледовитого океана и прилегающих к нему морей.

Долгое время мерзлота была гигантским хранилищем того же углекислого газа. Она связывала его, изымала из атмосферы. Теперь она может стать опасным его источником. Не случайно ерничающие экологи называют вечную мерзлоту «бомбой с часовым механизмом», заложенной под климатическую систему.

Споры о том, сработает ли эта «бомба», ведутся давно. Ряд ученых полагает, что таяние вечной мерзлоты приведет к необратимым процессам – к тому, что равновесие климата будет непоправимо нарушено. Вечная мерзлота – это тот потаенный рычажок, от которого зависит судьба всей климатической машины Земли. Подобные «машины» переходят в новое равновесное состояние, когда определенный параметр, например, температура, достигает критического значения.

В случае с вечной мерзлотой это означает, что с данного момента, то есть по достижении критической точки, начнется безудержное ее таяние. Такие бурные изменения не могут не привести к катастрофе, ведь они затрагивают очень много сфер нашей жизни. Однако остается открытым вопрос, насколько должна повыситься средняя температура на планете, чтобы большая часть мерзлоты растаяла.

Итак, для того, чтобы прогнозировать климатические изменения, очень важно понять, что произойдет с обширными территориями, охваченными сегодня вечной мерзлотой. Как изменятся их границы? И как они менялись в прошлом? Последнее поможет оценить, что ждет эти регионы в относительно недалеком будущем. Выводы, сделанные учеными на этот счет, весьма любопытны.

Как растет Батагайка?

Вечная мерзлота не везде одинакова. В зависимости от географической широты и климатических условий температура мерзлого грунта разнится.

В Северном полушарии, как правило, чем ближе к полюсу, тем ниже температура грунта. Особенно низка она на северо-востоке Гренландии: там грунт промерз до 22 градусов ниже нуля. Однако рекордно низкая температура зафиксирована в Южном полушарии: температура грунта в районе горы Маркем, расположенной в Трансантарктических горах, достигает –36°C.

Еще один вывод от «капитана Очевидность»: чем ниже температура грунта и чем ближе соответствующий участок земной поверхности к полюсу, тем дольше грунт скован вечной мерзлотой. Известно, что на протяжении всей земной истории периоды похолоданий чередовались с периодами потеплений. Подобные циклические изменения претерпевали и вечномерзлые грунты.

Недавно при исследовании термокарстовой котловины Батагайка (ее называют также Батагайским кратером), расположенной чуть севернее полярного круга в Верхоянском районе Якутии, в вечной мерзлоте было выявлено несколько слоев грунта, относящихся как к холодным, так и к теплым эпохам в истории Земли.

Батагайский кратер – во многом рукотворный элемент природного ландшафта. В этом районе Сибири вырубали лес и вели горные разработки с использованием тяжелой техники, например, гусеничных тракторов, до тех пор, пока внезапно земля не пришла в движение. Огромная толща породы начала проседать и обрушилась. Образовался провал глубиной от полусотни до ста метров. Зато в зоне обрыва, скованного вечной мерзлотой, стали отчетливо видны различные слои грунта.

На рубеже 2010—2020‑х годов ученые составили карту слоев здешней мерзлоты с указанием их точного возраста, определенного разными методами. Например, с помощью радиоуглеродного анализа датировали остатки растений и животных. Возраст беспримесных слоев льда определяли по изотопам хлора. Люминесцентный способ датировки позволял вычислить возраст крупиц минералов, попавших вглубь земли.

Вывод исследователей был таков: нижний слой вечной мерзлоты образовался около 650 тысяч лет назад и с тех пор ни разу не оттаивал. Это – самый древний образец вечной мерзлоты, обнаруженный в Сибири, и второй по возрасту – вообще в Северном полушарии. Самые верхние слои вечной мерзлоты возникли от 60 до 30 тысяч лет назад. Как подчеркивают ученые, «результаты датировки мерзлоты в Батагайке свидетельствуют, насколько стабильна вечная мерзлота. Она может сохраняться сотни тысяч лет».

Эта мерзлота пережила несколько потеплений, в том числе начавшееся около 130 тысяч лет назад, когда средняя температура в Арктике в летние месяцы была на 4–5 градусов выше, чем сегодня. Возможно, устойчивость вечной мерзлоты превосходит все ожидания экологов‑алармистов. Может быть, и нынешнее потепление не слишком навредит ей.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Криосфера в эпоху перемен Криосфера в эпоху перемен

Нам кажется, что «нормальный климат» уходит в прошлое... Так ли это?

Знание – сила
«Инк» и «Космос-4» нашли главные страхи бизнесменов при развитии личного бренда «Инк» и «Космос-4» нашли главные страхи бизнесменов при развитии личного бренда

Как внутренние страхи и нехватка времени мешают развивать личный бренд

Inc.
Ген-план Ген-план

Почему снижение стоимости технологии прочтения генома не привело к прорыву?

Правила жизни
Ядерная медицина и нанотехнологии: как в Ульяновской области развивают инновации Ядерная медицина и нанотехнологии: как в Ульяновской области развивают инновации

Ульяновская область: ядерные инновации для будущего России

ФедералПресс
Убить Лумумбу Убить Лумумбу

Патрис Лумумба был одним из самых мужественных лидеров своего поколения

Знание – сила
Выживет ли грузинский прагматизм Выживет ли грузинский прагматизм

Как Тбилиси не остаться на обочине и сохранить взвешенную внешнюю политику

Монокль
Визит в страну чучхе: зачем ехать и как не нарушить правила Визит в страну чучхе: зачем ехать и как не нарушить правила

КНДР: невероятно замкнутая и одновременно чарующая страна

ФедералПресс
Импортозамещение в ТЭК: сам себе машиностроитель Импортозамещение в ТЭК: сам себе машиностроитель

Дорастет ли доля отечественного оборудования в нефтегазовой отрасли до 80%?

Монокль
Внедрение ИИ в России: «Мы движемся к точке невозврата» Внедрение ИИ в России: «Мы движемся к точке невозврата»

ИТ-эксперт о необходимых законах об ИИ и угрозах бесконтрольной цифровизации

ФедералПресс
Не спешите на свалку: как подарить вторую жизнь вашему старому ноутбуку Не спешите на свалку: как подарить вторую жизнь вашему старому ноутбуку

Как превратить вашего динозавра в шустрого помощника для работы и учебы?

ТехИнсайдер
Непрогулка Непрогулка

Непрогулка по ночному Петербургу с Евгением Цыгановым и его дочерью Полиной

Собака.ru
Унесенные облаком Унесенные облаком

Как информационные технологии сменяют друг друга в нашей жизни

Эксперт
Безопасно ли ходить, ездить и плавать под ЛЭП: спрашивают многие, знают единицы Безопасно ли ходить, ездить и плавать под ЛЭП: спрашивают многие, знают единицы

Есть ли риск поражения молнией и могут ли навредить электромагнитные поля от ЛЭП

ТехИнсайдер
Особое мнение от народа Особое мнение от народа

Почти 40% россиян считают себя «особым народом»

Ведомости
Слово о погибели земли русской Слово о погибели земли русской

План общемонгольского Западного похода был утверждён на курултае 1235 года

Дилетант
Русские страсти Русские страсти

Об экранизации романа Евгения Водолазкина «Авиатор»

СНОБ
Рельсы стратегического направления Рельсы стратегического направления

Байкало-Амурская магистраль — детище русско-японской и последующих войн

Наука
Читать Читать

Как семейная история и культурный контекст влияют на наше финансовое поведение

Psychologies
«Так ты „Опель“ или нет?» Три загадки самого первого автомобиля «Москвич» «Так ты „Опель“ или нет?» Три загадки самого первого автомобиля «Москвич»

История знаменитой модели «Москвич-400» полна парадоксов и вопросов

ТехИнсайдер
Взять курс на богатство Взять курс на богатство

Как научиться зарабатывать больше, а еще избавиться от спонтанных трат?

Psychologies
Кто живет на чердаке Кто живет на чердаке

Как оформить квартиру в стиле лофт, не ломая стены

Лиза
Генеральный директор Ozon Fintech Ваэ Овасапян: Мы дитя СБП Генеральный директор Ozon Fintech Ваэ Овасапян: Мы дитя СБП

Как банки при маркетплейсах становятся ключевыми игроками на финансовом рынке

Ведомости
Исследование выявило белок, замедляющий старение с помощью регуляции РНК Исследование выявило белок, замедляющий старение с помощью регуляции РНК

Белок PELOTA играет центральную роль в замедлении старения и продлении жизни

ТехИнсайдер
Как красное мясо усугубляет проблемы с кишечником Как красное мясо усугубляет проблемы с кишечником

Употребление красного мяса может усугубить болезни кишечника

ТехИнсайдер
Что такое «сухой запой» и что не так с решением жить в трезвости Что такое «сухой запой» и что не так с решением жить в трезвости

Что такое «сухой запой», почему так происходит и как спастись

Maxim
Легенда Сибири Легенда Сибири

Словно драгоценную чашу держит Бурятия священный Байкал

Лиза
Почему свистит ремень генератора и как его проверить Почему свистит ремень генератора и как его проверить

Свистит ремень генератора: что делать и как проверить

РБК
5 фактов из истории пива, которые вы скорее всего не знали 5 фактов из истории пива, которые вы скорее всего не знали

Что пили российские императоры и кто придумал пиво со вкусом борща?

Maxim
Артем Кошман: «В карты меня научил играть дедушка» Артем Кошман: «В карты меня научил играть дедушка»

Артем Кошман рассказал о любви к Петербургу и отношении к азартным играм

Grazia
5 книг, которые советует основатель архитектурного бюро «Глазами инженера» Айрат Багаутдинов 5 книг, которые советует основатель архитектурного бюро «Глазами инженера» Айрат Багаутдинов

Книги, которые помогают по-другому взглянуть на лидерство, воспитание и себя

Inc.
Открыть в приложении