Вечномерзлые толщи грунта веками служили надежным естественным хранилищем для гигантских объемов древней органики. Долгое время внимание экологов привлекали исключительно высокоширотные регионы вроде Аляски или северных районов Сибири. Однако Тибетское плато, которое часто называют «третьим полюсом Земли» (потому что там находятся самые большие запасы пресного льда на планете за пределами Арктики и Антарктиды), содержит колоссальные запасы замороженного углерода. Высокогорная мерзлота оказалась крайне уязвимой перед глобальным потеплением, хотя специалисты долгое время недооценивали масштабы этой угрозы.
В исследовании для журнала Nature Communications ученые из Академии наук КНР во главе с профессором Цзиньчжи Динем (Jinzhi Ding) подробно описали механизм возникновения так называемой климатической петли положительной обратной связи, которая после запуска начинает сама себя усиливать без внешнего воздействия.
Дополнительный углекислый газ из оттаявшей почвы неизбежно усиливает парниковый эффект. Увеличение концентрации газов в атмосфере ускоряет нагрев приземного слоя воздуха — это заставляет мерзлую землю таять еще быстрее и приводит к новым выбросам углекислого газа, образующегося при разложении древних остатков растений и организмов.
Во время эксперимента исследователи изучали, как разные уровни потепления влияют на «дыхание» почвы, фотосинтез и выброс старого углерода из мерзлоты. В результате они выявили важный пороговый эффект в диапазоне от двух до четырех градусов Цельсия. При потеплении свыше четырех градусов в рамках эксперимента этот эффект становится значительнее, местная экосистема превращается в усиленный источник углекислого газа, а в почве начинает доминировать разложение древней органики, ведущее к выбросам СО2 в атмосферу.
Освобождение древнего углерода, находившегося в изолированном состоянии на протяжении тысяч лет, заставляет ученых пересматривать существующие климатические прогнозы. Планетарные модели распределения тепла пока плохо учитывают глубинные процессы движения газов и мобилизацию древней органики. Если добавить эти скрытые процессы в глобальные модели, ученые смогут гораздо точнее прогнозировать опасные пороги потепления для уязвимых районов планеты.