Климатическая бомба: арктический метан в «порочном круге» глобального потепления

Новое исследование, опубликованное в авторитетном журнале Nature, раскрывает тревожную тенденцию: потепление в Арктике приводит к интенсификации выбросов метана, создавая опасный самоподдерживающийся цикл, который может еще больше ускорить изменение климата. По словам соавтора исследования Синь (Линдси) Лан, климатолога из Кооперативного института исследований в области наук об окружающей среде (CIRES) Университета Колорадо в Боулдере, метан является очень мощным парниковым газом, требующим нашего неотложного внимания. Она говорит, что их исследование показывает, что значительная часть недавнего роста содержания метана в атмосфере происходит из природных источников, стимулируемых изменением климата, и что наши усилия по сокращению выбросов должны быть более агрессивными.

Метан является вторым по объему антропогенным парниковым газом после углекислого газа. Однако равное количество метана задерживает примерно в 30 раз больше тепла, чем CO₂ в течение 100-летнего периода. Считается, что метан ответственен примерно за четверть потепления планеты со времен промышленной революции. Лан последние десять лет отслеживала концентрации метана в атмосфере в Глобальной мониторинговой лаборатории Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) в Боулдере.

Лан и ее коллеги из NOAA наблюдали быстрый рост уровня метана в атмосфере в последние годы. Хотя предыдущие исследования показывали, что добыча ископаемого топлива составляет 30% глобальных выбросов метана, Лан и ее коллеги заметили устойчивый рост выбросов из микробных источников с 2007 года. Эти микробы, в частности группа, известная как археи, производят метан как побочный продукт своего метаболизма в таких средах, как водно-болотные угодья, свалки и пищеварительные системы скота. В совокупности микробные выбросы составляют почти половину глобальных выбросов метана, но остается неясным, какие конкретные источники вызывают этот рост.

Лан говорит, что хотя долгосрочные тенденции метана важны для изучения, необходимо также рассматривать сезонные колебания, чтобы понять, как меняются отдельные источники и как развиваются природные механизмы, удаляющие метан из атмосферы. Чтобы получить более ясную картину, Лан и ее команда проанализировали сезонные колебания уровня метана в атмосфере за последние четыре десятилетия. Они обнаружили, что сезонная амплитуда метана — разница между пиковыми и самыми низкими уровнями метана в течение года — уменьшается в северных высокоширотных регионах, включая Арктику.

Используя компьютерные модели, команда показала, что эта тенденция с 1980-х годов в значительной степени является результатом увеличения выбросов метана из водно-болотных угодий. Увеличение количества осадков в Арктике привело к расширению водно-болотных угодий региона на 25% в теплые месяцы. Повышение температуры также приводит к таянию летом части вечномерзлого слоя почвы глубоко под землей, известного как вечная мерзлота. Растаявшие, заболоченные почвы создали идеальные условия для процветания архей, что приводит к увеличению выбросов метана, которые, в свою очередь, могут еще больше ускорить потепление. Ученые давно предупреждали о таких климатических обратных связях, но точный масштаб и скорость этих эффектов остаются неопределенными.

Лан говорит, что это новое исследование добавило еще одно доказательство того, что природные выбросы метана уже реагируют на потепление климата. Она поясняет, что данное исследование, наряду с несколькими предыдущими, предоставило косвенные свидетельства потенциального влияния климата на выбросы метана, которое вышло бы за пределы нашей способности прямого контроля. Резкий рост содержания метана в атмосфере и его климатические эффекты обратной связи с 2007 года напоминают самые драматические события потепления на планете, которые положили конец прошлым ледниковым периодам, согласно предыдущим исследованиям Лан. Она выражает надежду, что быстрое сокращение выбросов позволит избежать запуска более серьезных и резких климатических обратных связей, которые могут привести к катастрофическим событиям.

Моделирование, проведенное командой, также выявило 10%-ное увеличение уровня гидроксильного радикала (OH) с 1984 года. Эти радикалы являются высокоактивными молекулами, которые могут поглощать и удалять метан и другие загрязнители воздуха. Поскольку эти молекулы остаются в воздухе менее секунды, прежде чем вступить в реакцию с другими соединениями, ученые не могут напрямую измерить их глобально. В прошлом исследователи предполагали, что уровни OH оставались постоянными на протяжении многих лет при расчете выбросов метана в атмосферу, но это исследование предполагает, что данное предположение может быть ошибочным. Лан говорит, что их результат показал, что мы недооценивали, сколько метана удаляла атмосфера, что означает, что на самом деле выбрасывается больше метана, чем предполагалось ранее.

Понимание конкретного источника выбросов жизненно важно при разработке политики по смягчению последствий изменения климата. Хотя микробные выбросы ответственны за большую часть роста метана, антропогенный метан от сжигания ископаемого топлива остается важным фактором. Лан подчеркивает, что необходимо агрессивно сокращать все выбросы парниковых газов из источников, которые мы можем контролировать. Она добавляет, что вечная мерзлота в мире в настоящее время содержит как минимум вдвое больше углерода, чем находится в атмосфере. Если будущее потепление вызовет повсеместное таяние вечной мерзлоты и высвобождение этого углерода, это может спровоцировать необратимые изменения климата планеты. Поэтому, по ее словам, необходимо бороться с этим «порочным кругом» до достижения точки невозврата.