Как тающая вечная мерзлота преобразовывает Арктику

В результате повышения температуры и таяния вечной мерзлоты происходит быстрое расширение произрастания кустарников. По всей прогревающейся Арктике кусты разрастаются в тундру, где когда-то преобладали травы, осоки и лишайники

Недавно, фотограф Эд Струзик пролетал вместе с канадским ученым Филиппом Маршем вдоль побережья моря Бофорта и увидел, как участок замерзшей тундры превратился в кратер размером с футбольный стадион. Расположенный вдоль береговой линии неназванного озера, оттаявшая область была серой, грязной и бесплодной, что резко контрастировало с блестящими красновато-коричневыми и золотыми оттенками окружающей осенней тундры. Эти регрессивные оттепели и оползни, образовавшиеся в результате потепления и быстрого оттаивания вечной мерзлоты, усиливаются по всей Арктике, включая Батагайский кратер длиной с километр и глубиной 100 м в бассейне сибирской реки Яна.

Тундра западной части Канадской Арктики покрыта коврами из клюквы, черники, морошки, кустарников, осок и лишайников, которые дают обильную пищу медведям гризли, карибу и другим животным. Однако теперь, когда оттепели вечной мерзлоты расширяются, части этого ландшафта превращаются в не что иное, как в грязь, ил и торф, освобождая огромное количество углерода, который накапливался в вечной мерзлоте тысячелетиями.

Поскольку Арктика нагревается быстрее, чем любой регион на Земле, общественное внимание в основном было сосредоточено на быстром исчезновении арктического морского льда. Но серьезные изменения происходят и на суше, и одним из самых ярких является оттаивание обширных участков вечной мерзлоты, которые являются основой этих полярных регионов на протяжении тысячелетий. Эта оттепель имеет сложные последствия, которые сейчас не совсем понятны, и такие ученые, как Марш, в настоящее время активизируют усилия, чтобы понять, как эти изменения будут развиваться в этом столетии и дальше.

Что пока известно, так это то, что если Арктика продолжит нагреваться так быстро, как предсказывают климатологи, то к концу столетия, по их оценкам, может исчезнуть около 6,5 миллионов квадратных километров - 40 процентов от общего количества в мире - с колоссальными последствиями. Ожидается, что самым тревожным будет выброс огромных запасов парниковых газов, в том числе метана, углекислого газа и закиси азота, которые пока остаются запертыми в вечной мерзлоте. С ними высвободятся и различные патогены.

Не менее важны обширные изменения ландшафта, которые повлияют на тундровые экосистемы, что создаст немалые трудности для коренного населения, такого как инуиты, и арктических животных, осуществляющих поиск пищи. Распад подземного льда, который склеивает торф, глину, камни, песок и другие неорганические минералы, в настоящее время провоцирует оползни с угрожающей скоростью, что приводит к изменению водных потоков, внезапному истощению озер, разрушению морских берегов и изменению химического состава воды.

«Наблюдаемые оползни вдоль береговой линии, могут осушить большую часть озера всего за несколько дней или даже часов». «Неудивительно, если учесть, что здесь 80 процентов поверхности земли состоит из замерзшей воды. Когда этот лед тает, замерзшая земля буквально разваливается».

Исследования в канадской Арктике уже заставляют сделать вывод, что потепление климата приведет к гидрологическим изменениям в этом столетии, которые повлекут высыхание 15 000 из 45 000 озер в дельте реки Маккензи, одной из крупнейших дельт в мире. Также ожидается большее, чем 60-кратное увеличение количества оползней вдоль 288 озер, отмеченных с помощью спутниковых снимков с 1984 по 2015 год. Оползни могут происходить с внезапной катастрофической силой.

Йеллоунайф - драматическое доказательство изменения климата в Арктике - было зафиксировано на покадровой видеозаписи 15 июля 2015 г. С помощью удаленных камер наблюдалось обрушение небольшого озера в северо-западных территориях, падающего с обрыва и прорывающегося через таящий земляной вал.

Вечная мерзлота возникает в районах, где земля остается замерзшей в течение двух и более лет. Около четверти ландшафта Северного полушария соответствует этому определению. Большая часть мировой вечной мерзлоты находится на севере России, в Канаде, Аляске, Исландии и Скандинавии. Вечная мерзлота встречается также в Скалистых горах Канады и Аляски, Альпах, Гималаях, высокогорном регионе Патагонии в Южной Америки и в высокогорной Новой Зеландии.

Быстрое оттаивание вечной мерзлоты имеет огромное значение для изменения климата. По некоторым оценкам, в вечной мерзлоте содержится 1400 гигатонн углерода, что делает Арктику одним из крупнейших хранилищ углерода в мире. Это примерно в четыре раза больше того количества, которое люди выбросили в окружающую среду после промышленной революции, и почти в два раза больше, чем в настоящее время содержится в атмосфере. Согласно недавнему отчету, повышение температуры на 2 градуса по Цельсию, ожидается к концу столетия, что приведет к утрате около 40 процентов мировой вечной мерзлоты к 2100 году.

Парниковые газы в тундре выделяются двумя способами. По мере оттаивания вечной мерзлоты некогда бездействующие микроорганизмы разрушают органические вещества, позволяя метану и углероду высвобождаться в атмосферу. Таяние также может открыть пути выхода для метана, находящегося глубоко в земле.

Таяние вечной мерзлоты, которое приводит к выбросу парниковых газов, усиливается по всей Арктике. Значительная часть деградации вечной мерзлоты, произошедшей на канадском острове Бэнкс, произошла после нескольких самых теплых лет в истории. В 1984 году на острове было зафиксировано 60 оползней. К 2013 году их было уже 4000. Ожидается, что в ближайшие годы на острове может активизируется до 30 000 новых оползней.

Это оттаивание окажет глубокое влияние на течение и химический состав озер и ручьев, а также на те части Северного Ледовитого океана, в которые впадают реки. Например, спутниковые данные показывают, что цвет многих озер на острове Бэнкс изменился с голубого на бирюзовый, что свидетельствует о том, что некогда чистая вода наполнилась отложениями.

Ученые подозревают, что разрушение вечной мерзлоты может дать новую жизнь патогенам, которые способны заразить карибу и гнездящихся птиц, так как более высокая температура выведет их из состояния покоя. Также стоит отметить, что сотни отстойников, вырытых нефтегазовой промышленностью в 1970-х и 1980-х годах, сейчас оттаивают. Например, токсичные нефтяные отходы, которые должны были постоянно находиться в 200 мерзлых ямах в дельте Маккензи, уже мигрируют в близлежащие пресноводные экосистемы.

В результате повышения температуры и таяния вечной мерзлоты происходит быстрое расширение произрастания кустарников. По всей прогревающейся Арктике кусты разрастаются в тундру, где когда-то преобладали травы, осоки и лишайники. Более высокие кустарники затеняют более низкие растения, а также изменяют гидрологию экосистемы.

«Начало таяния снега является ключом к определению скорости оттаивания вечной мерзлоты». «Снег в районах тундры, где есть кустарники, такие как карликовая береза, имеет тенденцию таять на неделю раньше, чем в районах, где нет кустарников. Это приводит к большему оттаиванию вечной мерзлоты. По мере того, как кустарники распространяются в тундру, вероятно, будет происходить ускорение оттаивания».

Было обнаружено, что накопление углерода и способы выхода газа из экосистем Сибири, Скандинавии и Канады зависят от множества факторов, таких как состав почвы, свойств потоков подземных вод, а также от того, какие растения преобладают - деревья, кустарники или травы. Пока ясно одно, что даже в самых холодных местах Арктики вечная мерзлота тает с ускорением.

Хотя еще многое предстоит выяснить в отношении последствий таяния вечной мерзлоты, но становится все более очевидным, что в ближайшие десятилетия ландшафт тундры будет выглядеть значительно иначе, чем сейчас.

Источник: ED STRUZIK. Yale Environment 360