Арктичний регіон Землі більше не зберігає вуглець, а викидає його в атмосферу. Протягом тисячоліть арктично-бореальна зона (ABZ) відігравала ключову роль як резервуар вуглецю, утримуючи величезні обсяги діоксиду вуглецю (CO₂) у своїх замерзлих ґрунтах. На жаль, це більше не відповідає дійсності. Нове дослідження підтверджує, що ця важлива функція швидко зникає через підвищення температури, активізацію мікробної діяльності та зростання кількості лісових пожеж. Дослідження, яке очолює Центр кліматичних досліджень Woodwell, виявило, що третина ABZ тепер викидає більше вуглецю, ніж поглинає, і цей показник зростає до 40%, якщо врахувати викиди від пожеж.
Зміна балансу вуглецю в Арктиці
Арктично-бореальна зона включає тундру, бореальні ліси та болота в найпівнічніших регіонах Землі. Історично ця зона діяла як поглинач вуглецю, утримуючи більше CO₂ через фотосинтез рослин, ніж виділялося внаслідок дихання рослин та мікробів. Однак дослідження демонструє, що цей делікатний баланс змінюється через зміни клімату та зростання кількості пожеж.
“Ми хотіли отримати найактуальнішу та найповнішу картину вуглецевого циклу на півночі, і для цього нам потрібно було врахувати зростаючий вуглецевий слід пожеж у цьому регіоні,” – зазначила провідна авторка дослідження Анна Вірккала, наукова співробітниця Центру кліматичних досліджень Woodwell.
Дані, що підтверджують висновки
Дослідницька команда проаналізувала три десятиліття даних про викиди CO₂ (1990–2020) з 200 моніторингових станцій. Дані були отримані за допомогою спеціальних інструментів, які вимірюють газообмін між землею та атмосферою. Ці спостереження поєднували з кліматичними, ґрунтовими та рослинними даними для створення бази даних “ABC Flux”, яку курує Вірккала. Аналіз цих даних дозволив створити детальні карти (з роздільною здатністю 1 км x 1 км) потоків вуглецю в регіоні.
“Висока роздільна здатність цих даних дозволяє нам побачити, наскільки різноманітною є Арктика в контексті вуглецевого циклу,” – додала Сью Наталі, керівниця ініціативи Permafrost Pathways та співавторка дослідження.
Літнє озеленення проти зимових викидів
Дослідження надає цінні висновки про чинники, які змінюють баланс вуглецю в ABZ. Хоча триваліший вегетаційний період та збільшення рослинності в деяких регіонах сприяють поглинанню вуглецю влітку, ці досягнення компенсуються зростанням викидів вуглецю взимку. Танення вічної мерзлоти вивільняє накопичений вуглець, а мікробна активність під час теплих зим прискорює виділення парникових газів.
“Ми бачимо, що триваліший вегетаційний період та зростання активності мікробів узимку поступово змінюють вуглецеві траєкторії,” – пояснила Маргеріт Моріц, доцентка Техаського університету в Ель-Пасо та співавторка дослідження.
Також дослідження ставить під сумнів припущення, що “озеленення” Арктики призведе до більшого зберігання вуглецю. Хоча майже половина (49%) ABZ показує ознаки озеленення, лише 12% цих регіонів демонструють річний приріст поглинання CO₂.
Пожежі посилюють втрати вуглецю в Арктиці
Лісові пожежі, що стають усе серйознішою загрозою для ABZ, значно збільшують викиди вуглецю. Включення пожеж в аналіз підвищило частку ABZ, яка виступає джерелом вуглецю, з 34% до 40%. Ці пожежі підживлюються зростанням рослинності та сухішими умовами, створюючи порочне коло, яке прискорює втрату вуглецю.
Наслідки для планети
Отримані висновки підтверджують, що Арктика поступово перетворюється з поглинача вуглецю на його джерело.
“Це дослідження може стати сигналом тривоги щодо майбутніх змін і пропонує карту регіонів, які потребують кращого моніторингу у наступні десятиліття,” – підсумувала Анна Вірккала.
Дослідники наголошують, що розуміння цих змін є важливим для прогнозування їхнього довгострокового впливу на глобальний вуглецевий цикл. Карти, створені в рамках цього дослідження, можуть направляти подальші зусилля з моніторингу та інформувати кліматичну політику. Як показує дослідження, роль Арктики у регулюванні балансу вуглецю на Землі змінюється швидко – і ці зміни можуть мати глобальні наслідки.