Тропические болота и торфяники играют важнейшую роль в глобальном углеродном цикле и, следовательно, в климате планеты. Бассейны Амазонки и Конго, а также заболоченные земли Юго-Восточной Азии накапливают углерод в виде неразложившихся растительных остатков, удерживая около 100 гигатонн этого элемента.

Одно из крупнейших таких хранилищ расположено в бассейне реки Конго в самом сердце Африки. Хотя местные болота и торфяники занимают всего 0,3 процента суши Земли, в них сосредоточена треть всего углерода, хранящегося в тропических торфяниках мира. Долгое время степень влияния этих экосистем на глобальный климат оставалась малоизученной, отчасти из-за труднодоступности центральной части бассейна Конго, где лодки и пироги часто являются единственным средством передвижения.

Исследовательская группа под руководством Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) в последнее десятилетие пристально изучала этот регион, совершив несколько открытий. Одним из них стала река Руки – одна из самых темных «черноводных» рек в мире. В новом исследовании ученые обратили внимание на крупнейшее в Африке черноводное озеро Маи-Ндомбе и его соседа, озеро Тумба, и снова столкнулись с неожиданностью.

Вода озера Маи-Ндомбе, площадь которого в четыре раза превышает площадь Боденского озера, напоминает крепко заваренный черный чай. Его окружают обширные болотные леса и практически нетронутые джунгли, произрастающие на толстом слое торфа. Именно органические вещества, вымываемые из разлагающихся растений и почвы, придают воде такой темный оттенок.

Ученые выяснили, что эти два озера выбрасывают в атмосферу значительные объемы углерода в виде CO₂. Однако, вопреки ожиданиям, лишь часть этого углерода происходит из недавней растительной биомассы. Радиоуглеродный анализ показал, что до 40 процентов высвобождаемого углерода – это древний углерод, который накапливался в окружающих торфяниках на протяжении тысячелетий.

«Мы были удивлены, обнаружив, что древний углерод высвобождается через озеро, – объясняет ведущий автор Трэвис Дрейк. – Углеродный резервуар, образно говоря, дал течь, из которой выходит древний углерод», – добавляет соавтор исследования Матти Бартель. Пока остается неясным, как именно этот углерод мобилизуется из торфа и какими путями попадает в озерную воду.

Ключевой вопрос теперь заключается в том, сигнализирует ли это высвобождение о дестабилизирующем переломном моменте или же является частью естественного равновесия, которое компенсируется образованием новых торфяных отложений. Выброс древнего углерода может указывать на более серьезную проблему: цепную реакцию, вызванную климатическими изменениями. Если климат станет суше, торфяники будут высыхать чаще и на более долгие периоды, позволяя кислороду проникать вглубь. Это, в свою очередь, ускорит разложение стабильного органического вещества микроорганизмами и приведет к еще большим выбросам CO₂.

«Наши результаты помогут улучшить глобальные климатические модели, поскольку тропические озера и водно-болотные угодья до сих пор были в них недостаточно представлены», – заявил профессор Йохан Сикс.

Параллельно ученые изучили выбросы двух других важных парниковых газов из озера Маи-Ндомбе: закиси азота и метана. Оказалось, что уровень воды оказывает огромное влияние на объем метана, попадающего в атмосферу. Чем выше уровень воды в озере, тем эффективнее микроорганизмы расщепляют метан. Когда уровень воды падает, что характерно для сухого сезона, расщепление замедляется, и большее количество газа улетучивается из озера.

«Мы опасаемся, что изменение климата нарушит и этот баланс. Если засухи станут более продолжительными и интенсивными, черноводные озера в этом регионе могут превратиться в значительные источники метана, влияющие на глобальный климат, – говорит профессор Джордон Хемингуэй. – Мы пока не знаем, когда будет достигнута точка невозврата».

Однако еще более серьезные последствия могут иметь изменения в землепользовании. По оценкам, к 2050 году население Демократической Республики Конго утроится, что приведет к вырубке лесов для создания пахотных земель. Вырубка лесов, в свою очередь, способствует засухам, из-за чего уровень озер может оставаться постоянно низким. Леса не только отвечают за газообмен, подобно «зеленым легким» планеты, но и испаряют воду, насыщая атмосферу влагой, что способствует образованию облаков и выпадению осадков, питающих реки и озера. Полученные результаты помогают прояснить роль тропических торфяников и черноводных озер в глобальном климате и имеют решающее значение для разработки стратегий по защите этих уникальных экосистем.