Протягом багатьох років науковці вважали, що річки здебільшого викидають вуглекислий газ у повітря — і це не дрібниця. Вуглекислий газ (CO₂) є одним із головних парникових газів, які нагрівають нашу планету, утримуючи тепло в атмосфері.
Річки, навіть якщо вони виглядають чистими й постійно рухаються, вважалися радше «димарями», ніж «пилососами» — тобто такими, що випускають більше вуглецю, ніж поглинають. Але, схоже, ця ідея може бути хибною — принаймні для частини країни.
Неочікуваний поворот у річках Заходу
Нове дослідження, що охоплює всі річкові системи в континентальній частині США, поставило під сумнів це давнє переконання. Виявилося, що багато річок на заході країни — особливо в посушливих районах — можуть насправді поглинати CO₂ з атмосфери, а не викидати його.
Таке відкриття змінює наше розуміння руху вуглецю на Землі. Якщо деякі річки можуть вбирати вуглець, це впливає на розрахунок глобального вуглецевого балансу і може змінити підходи до управління викидами в майбутньому.
Не всі річки поводяться однаково
Довгий час більшість даних, які мали вчені, надходили з регіонів на кшталт північного сходу США, де густі ліси й звивисті річки проходять під щільним листям.
Такі річки насичені органічними речовинами — наприклад, опалим листям — і отримують мало сонячного світла. У результаті рівень дихання (викиду CO₂) високий, а фотосинтез (поглинання CO₂) — низький, тому подібні річки діють як джерела вуглецю.
Але це лише один тип середовища. Багато річок на заході США виглядають зовсім інакше: вони відкриті, без тіні дерев, під прямими сонячними променями. До того ж у них менше органічних речовин. Це створює умови, коли фотосинтез може переважати над диханням — і річка перетворюється з джерела вуглецю на його поглинач.
Чому це дослідження особливе
Команду очолила біогеохімік Тейлор Маавара (Taylor Maavara) з Інституту вивчення екосистем Кері (Cary Institute of Ecosystem Studies). Замість того, щоб покладатися на дані лише з кількох регіонів, дослідники залучили інформацію Геологічної служби США (USGS) і використали машинне навчання, щоб заповнити прогалини.
Вони проаналізували сотні спостережних пунктів і навчили комп’ютерну модель прогнозувати, скільки вуглецю кожна річкова ділянка поглинає чи викидає. У розрахунок бралися параметри освітлення, температури, рівня поживних речовин, кількості органічної речовини та швидкості течії.
Потім результати масштабували на всі річки та струмки континентальної частини США.
«Річки — одна з найменш зрозумілих ланок у глобальному вуглецевому циклі», — каже Маавара. «Щоб збалансувати світовий вуглецевий бюджет, потрібно точно знати, звідки надходить і куди зникає вуглець у річках».
Річки, що поглинають більше вуглецю
Коли до аналізу додали менш вивчені західні річки, виявилася чітка закономірність:
приблизно 25% річкових ділянок на Заході поглинають більше вуглецю, ніж викидають. Для порівняння, на Сході таких лише 11%.
Це не означає, що всі річки тепер стали «вуглецевими пастками». Загалом по країні вони все ще викидають більше CO₂, ніж поглинають, але різниця значно менша, ніж вважалося раніше. Це має велике значення, адже 65% суші Землі — це посушливі або напівпосушливі регіони, подібні до західних районів США.
«Наші результати свідчать, що річки, які раніше вважалися винятками, можуть бути набагато поширенішими, ніж ми думали», — зазначає Маавара.
Кліматичні зміни додають нових факторів
Цікаво, що ті самі процеси, які роблять клімат гарячішим і сухішим, можуть тимчасово підсилювати здатність річок Заходу поглинати вуглець. Повільніша течія у посушливих регіонах дозволяє сонячному світлу проникати глибше, що стимулює фотосинтез і посилює поглинання CO₂ з повітря.
Але цей ефект має межі: якщо річка повністю пересохне, процес припиниться, і висохле русло може знову стати джерелом вуглецю.
«Це дослідження наблизило нас до розуміння ключових прогалин у знанні вуглецевого циклу, — каже Маавара. — А це допоможе нам ефективніше управляти викидами CO₂ в атмосферу».
Відстеження вуглецю в річках
Вивчення руху вуглецю — це не просто академічне завдання. Це частина великої головоломки, без якої ми не зможемо ефективно боротися зі зміною клімату.
Річки, можливо, не спадають на думку першими, коли йдеться про кліматичну стратегію, але з часом вони можуть стати важливими природними регуляторами вуглецю, особливо в посушливих зонах планети. Це дослідження не дає остаточних відповідей, але відкриває нову сторінку. Тепер у науковців є точніші інструменти й краща карта, щоб продовжити пошук.
Повний звіт опубліковано в журналі Science.