Битва микробов: потепление угрожает климату из-под земли

В почвах земных болот тысячелетиями идет невидимая война. Микробы ведут непрерывную борьбу, одновременно производя и поглощая метан — мощный парниковый газ. Новое исследование Смитсоновского института показывает, что повышение температуры может кардинально изменить исход этой битвы, поставив под угрозу один из ключевых природных механизмов сдерживания выбросов.

Метан, который почти в 45 раз сильнее CO2 по своему парниковому эффекту, отвечает примерно за 19% глобального потепления. Болота, будучи чемпионами по поглощению углекислого газа, одновременно являются крупнейшим в мире естественным источником метана. Ведущий автор исследования Джэхён Ли предупреждает, что если мы не будем точно понимать объемы этих естественных выбросов, наши цели по смягчению последствий изменения климата могут оказаться под угрозой срыва.

В болотной почве конкурируют два типа микроорганизмов. Одни производят метан, а другие, используя кислород, превращают его в менее вредный CO2. Особое внимание ученые уделили анаэробным микробам, обитающим в бескислородных слоях почвы. Долгое время считалось, что их вклад в поглощение метана незначителен. Однако исследование показало, что именно эти микробы находятся на «линии фронта», ведь большая часть метана образуется именно в бескислородной среде. В некоторых условиях они способны нейтрализовать до 70% произведенного газа.

Чтобы заглянуть в будущее, команда ученых провела эксперимент SMARTX на одном из болот в Мэриленде. С помощью инфракрасных ламп и подземных кабелей они повысили температуру на экспериментальных участках на 5,1°C, имитируя условия более теплого климата. Соавтор исследования Женевьев Нойс объясняет, что потепление в реальном мире будет сопровождаться ростом концентрации CO2, поэтому в эксперименте ученые имитировали оба этих фактора одновременно.

Результаты оказались тревожными. При повышении температуры выбросы метана резко возросли. Хотя микробы-потребители тоже стали активнее, их конкуренты — микробы-производители — ускорились еще больше, нарушив хрупкий баланс. На участках, заросших густой осокой, выбросы увеличились почти вчетверо, в то время как на участках с более мелкими травами — в полтора раза. Ученые не могли угнаться за своими оппонентами в более теплом мире.

Как ни парадоксально, повышение концентрации CO2 несколько ослабило этот эффект, хотя и не смогло его полностью отменить. Выбросы на участках с осокой выросли «всего» вдвое. Исследователи предполагают, что избыток CO2 стимулирует рост корневой системы растений, которые поставляют в почву больше кислорода, помогая микробам-потребителям. Нойс отмечает, что потепление все равно окажет огромное влияние на рост выбросов метана, а повышенный CO2 лишь немного его сдержит.

Несмотря на это, авторы подчеркивают: сохранение и восстановление болот остается жизненно важной задачей. Они служат буфером от ураганов и накапливают в себе огромные объемы углерода, превосходя по этому показателю даже тропические леса. Однако для эффективного планирования климатической политики необходимо учитывать, как меняющиеся условия повлияют на эти невидимые микробные процессы, от которых зависит будущее нашей планеты.