До кінця цього століття витікання метану з озер і водосховищ може бути значно вищим, ніж сьогодні. Таке зростання відбудеться, якщо планета піде шляхом сильного потепління, стверджують дослідники зі Швеції та NASA в Каліфорнії.
Дослідження показує, що тепліші води, довші періоди без криги та розширення водосховищ сприяють збільшенню викидів метану у повітря з внутрішніх водойм. Такі зміни перетворюють одні з найспокійніших куточків планети на значно потужніших гравців у кліматичній системі.
Метан із озер і водосховищ
Метан — це газ, що утримує тепло й нагріває планету. Протягом кількох десятиліть він має значно сильніший теплонагрівальний ефект на одиницю маси, ніж вуглекислий газ, хоча й розкладається в атмосфері швидше. Недавні дослідження глобального метанового балансу (GMB), які оцінюють джерела та поглиначі метану, показують, що людська діяльність щороку викидає величезні обсяги метану.
Аналіз оцінює, що світ щороку викидає близько 575 мільйонів тонн метану, при цьому озера та водосховища забезпечують приблизно 10% цього загального обсягу. Нові прогнози очолював Девід Баствікен, професор змін довкілля з Лінчепінського університету у Швеції. Його дослідження зосереджені на тому, як внутрішні водойми виділяють метан і як ці процеси реагують на потепління клімату.
В озерах і водосховищах метан утворюється, коли мікроби розкладають відмерлі рослини й іншу органіку в темному, бідному на кисень мулі на дні. Цей процес, відомий як анаеробний розклад, природно утворює метан, який потім підіймається до поверхні води.
Частина цього газу піднімається у вигляді бульбашок, які лопаються в повітрі, а частина розчиняється у воді й частково споживається бактеріями. Баланс між цими процесами визначає, скільки метану зрештою потрапляє в атмосферу.
Що показує нова модель
Дослідники використали модель, побудовану на даних — комп’ютерний інструмент, що вчиться на вимірюваннях, а не лише на теорії. Модель створено на основі даних про метан із 767 озер і водосховищ у всіх основних кліматичних зонах Землі. Вона поєднала ці вимірювання з кліматичними симуляціями, які показують, як можуть змінитися температури та сезони у цьому столітті.
Команда відстежувала, як потік метану з відкритої води реагує на зміни температури води, тривалості сезону без криги, кількості поживних речовин та площі водної поверхні.
Викиди метану з озер
У всіх сценаріях тепліша вода означала більше метану з внутрішніх водойм.
- За умов сильного кліматичного стримування викиди зростають менш ніж на третину до кінця століття.
- За сценарію дуже сильного потепління викиди зростають приблизно на 90%, тобто майже подвоюються порівняно із сьогоднішніми.
«Це дослідження робить ще очевиднішим, що нам потрібно змінити кліматичну траєкторію якнайшвидше», — сказав Баствікен.
Він попередив, що майбутнє буде дуже непевним, якщо викиди й далі штовхатимуть клімат нинішнім шляхом.
Зворотний зв’язок, що прискорює потепління
Додатковий метан з озер і водосховищ діє як позитивний зворотний зв’язок — зміна, яка підсилює те потепління, що її викликало. Тепліше повітря нагріває поверхневі води та подовжує період без криги, що прискорює мікробне утворення метану, який своєю чергою додає ще більше тепла планеті.
Метан також сильніше впливає на радіаційний баланс Землі в короткостроковій перспективі, ніж CO₂. Через те що він тримається в атмосфері лише близько десяти років, зменшення викидів може швидко знизити його тепловий вплив — у часових масштабах одного людського життя.
Нове оцінювання озер і водосховищ доповнює ще одну тривожну тенденцію у болотах: моделювання показало, що глобальні метанові викиди з боліт можуть зрости на 30% до кінця століття, якщо температури продовжать зростати.
Разом зростаючі викиди з озер, водосховищ та боліт додають метан до викидів від викопного палива, сільського господарства й відходів. Ці природні підсилювачі часто не враховуються в національних кліматичних планах, які зосереджуються на заводських трубах, вихлопах та худобі.
Чому водосховища такі важливі
Багато створених людиною водосховищ розташовані в теплих регіонах і, як очікується, займатимуть більші площі, оскільки суспільства будують дамби для енергетики, сільського господарства та міст. У нових прогнозах такі теплі води демонструють найшвидше зростання метану в процентах.
Штучні водосховища часто отримують великі обсяги поживних речовин зі стоків ферм, міст та промисловості. Це живить ріст водоростей, які забезпечують мікробів органікою для метаногенезу — процесу утворення метану в безкисневих осадах.
Багато водосховищ також мають швидкі коливання рівня води та теплі поверхневі шари, що сприяє підняттю метанових бульбашок у повітря, а не їх розчиненню. Попередні дослідження показують, що такі системи щороку виділяють мільйони тонн метану через бульбашковий та дифузний потік.
Нові прогнози свідчать, що зі зростанням кількості водосховищ та їхнього потепління їхні метанові викиди можуть понад удвічі зрости в окремих регіонах. Особливо це стосується тропічних і субтропічних зон, де цілий рік тепло підтримує високу мікробну активність.
Подвійна користь від скорочення викидів
Висновки дослідження показують, наскільки тісно людські дії пов’язані з природними реакціями. Коли суспільства спалюють викопне паливо й підвищують рівень CO₂, вони не лише нагрівають планету напряму, але й опосередковано збільшують викиди метану з озер і водосховищ.
«Будь-яке скорочення викидів парникових газів із боку суспільства має подвійну дію», — зазначив Баствікен.
Він пояснив, що зменшення викидів запобігає прямому потеплінню та також не дозволяє отримати додатковий імпульс метану від озер і водосховищ у майбутньому. Скорочення метану від витоків газу, сільського господарства й відходів може охолодити клімат швидше, ніж скорочення CO₂, адже метан реагує швидше.
Водночас значне скорочення CO₂ обмежує майбутнє потепління й заважає мікробам у водоймах перейти в «перегрітий режим». Для студентів і громадян висновок простий: кліматичні дії працюють у кількох напрямках. Зменшуючи викиди сьогодні, ми не лише запобігаємо гарячому майбутньому — ми також стримуємо приховані підсилювачі всередині Земної системи.
Дослідження опубліковано в журналі Nature Water.
