Евгения Кандиано: Как растения борются с глобальным потеплением

Подобные реакции в науке называют позитивными возвратными механизмами, то есть механизмами, работающими на развитие процесса. Один из них мы уже обсуждали в предыдущей статье на примере лесных пожаров.

Другой возвратный механизм, ускоряющий глобальное потепление, связан с таянием вечной мерзлоты. Вечной мерзлотой называют часть земной коры, температура которой не поднимается выше 0°C даже в летние периоды. Она образовалась во время ледниковых периодов, когда покровные ледники километровой мощности занимали огромную часть суши. С потеплением климата сами ледники растаяли, но земная кора не успевает за короткие летние сезоны прогреться так сильно, чтобы растаял лед. Оттаивает только верхний почвенный слой, а вечная мерзлота не сдает позиций — глубина замерзания иногда превышает 1000 метров. Вечная мерзлота занимает приблизительно 25% земного шара, ее нет только на двух континентах — в Африке и Австралии. В нашей стране она широко распространена в Сибири и Забайкалье, ее южная граница доходит до Алтая. 65% территории России — районы вечной мерзлоты.

Проблема состоит в том, что вечная мерзлота является мощным потенциальным источником углекислого газа. Подсчитано, что в ней содержится в два раза больше СО₂,чем сейчас присутствует в атмосфере. Это вызывает серьезные опасения. Разогрев атмосферы приводит к ускоренному таянию вечной мерзлоты и освобождению СО₂, что, соответственно, должно неизбежно усиливать парниковый эффект.

Однако группа ученых из трех американских университетов (Edward Schuur и его коллеги) недавно опубликовала в журнале Nature исследование, которое можно считать открытием. Оно рисует оптимистическую перспективу поведения вечной мерзлоты хотя бы на ближайшие десятилетия.

Ученые наблюдали и сравнивали динамику выделения углекислого газа в областях тундры, где вечная мерзлота начала оттаивать в различное время. Дело в том, что углерод имеет три изотопа — ¹²C, ¹³C и ¹⁴C. Содержание изотопа ¹⁴C в современной атмосфере и в СО₂, поступающем из вечной мерзлоты, значительно различается, так как этот изотоп радиоактивен и со временем распадается. Чем старше углекислый газ, тем меньше в нем радиоактивного изотопа ¹⁴С. Это позволяет измерить, сколько углекислого газа выделяется в атмосферу именно при оттаивании подпочвенного слоя.

Результат оказался довольно неожиданным: хотя максимально интенсивное оттаивание происходит в первые десятилетия, «оттаивающие» территории в конечном итоге выделяют наименьшее количество углекислого газа. Над ними наблюдается не избыток, а недостаток углекислого газа по сравнению с его средним содержанием в атмосфере. Почему это происходит?

Оказывается, в природе выработан некий механизм, который регулирует процесс. Дело в том, что в начале оттаивания вечной мерзлоты, а именно в первые 15 лет, растения на этих территориях начинают развиваться намного быстрее, почувствовав под собой более мощный и более теплый слой почвы. Они-то и усваивают огромное количество углекислого газа, выделяемого из вечной мерзлоты. Однако спустя несколько десятилетий избыток СО₂ все-таки появляется в атмосфере, потому что растения перестают справляться с возрастающим поступлением углекислого газа. То есть природа стремится к балансу, но она не всемогуща и может его поддерживать только некоторое время.

Можно надеяться, что человечество воспользуется со временем этим механизмом, чтобы разработать и внедрить новые технологии по консервации или ликвидации СО_2.