Річки випускають у атмосферу древній вуглець віком тисячі років

Міжнародна група вчених опублікувала в журналі Nature дослідження, яке кардинально змінює розуміння ролі річок у глобальному вуглецевому циклі. Виявилося, що більшість вуглекислого газу, який випускають річки в атмосферу, походить не з сучасної біомаси, а з древніх вуглецевих запасів віком від сотень до тисяч років.

Дослідники створили глобальну базу даних радіовуглецевого вмісту розчиненого неорганічного вуглецю, вуглекислого газу та метану в річках. Аналіз показав, що 59% плюс-мінус 17% глобальних викидів CO2 з річок походить з древнього вуглецю тисячолітнього віку або старшого. Це відкриття суперечить попереднім уявленням про те, що річкові викиди є частиною сучасного екосистемного дихання.

Згідно з результатами дослідження, найбільша частка річкових викидів CO2, а саме 52% плюс-мінус 16%, походить з вуглецю тисячолітнього віку. Ще 7% плюс-мінус 1% викидів мають петрогенне походження, тобто походять з геологічних джерел. Це означає, що лише 41% плюс-мінус 16% річкових викидів CO2 може містити вуглець антропогенного походження.

Вивільнення древнього вуглецю через річкові системи становить 1,2 плюс-мінус 0,3 петаграма вуглецю на рік. Ця величина порівнянна з чистим екосистемним обміном вуглецю всіх наземних екосистем планети. Дослідники підкреслюють, що це раніше невизнане вивільнення древнього доіндустріального вуглецю в атмосферу відбувається через бічне гідрологічне транспортування з довгострокових запасів вуглецю в ґрунтах, осадах та геологічних утвореннях.

Вивільнення древнього вуглецю пов'язане з літологією річкових басейнів та типом біому. Вчені виявили, що характер викидів залежить від геологічної будови водозборів та екосистем, через які протікають річки. Це вказує на складну взаємодію між геологічними процесами, ґрунтовими умовами та гідрологічними шляхами.

Результати дослідження мають серйозні наслідки для розуміння глобального вуглецевого циклу. Вчені зазначають, що наслідком цього потоку є більша, ніж очікувалося, чиста втрата вуглецю з запасів органічної речовини на суші. Це вимагає переоцінки долі антропогенного вуглецю в наземних системах та в глобальних вуглецевих бюджетах і моделях.

Дослідження показує, що сучасні чисельні моделі транспортування та викидів річкового вуглецю не враховують надходження з древніх вуглецевих джерел. Це створює значний розрив у розумінні глобального вуглецевого циклу та може впливати на точність кліматичних прогнозів.

Автори дослідження підкреслюють, що їхні результати фундаментально змінюють розуміння того, де знаходиться антропогенний вуглець у основних резервуарах вуглецю земної системи. Традиційна модель, згідно з якою річкові викиди CO2 вважалися частиною сучасного короткострокового біосферного циклу, виявилася неточною.

Нова концептуальна модель показує, що річки діють як системи транспортування вуглецю, перерозподіляючи древній вуглець з ґрунтів, порід та геологічних шарів в атмосферу. Це не просто інша величина викидів, а зовсім інший механізм їх утворення.

Вчені визнають, що залишається значний пробіл у знаннях щодо того, чи збільшило антропогенне втручання витік древнього вуглецю, чи це природна варіабельність системи. Це питання потребує подальших досліджень для повного розуміння ролі людської діяльності у цьому процесі.

Дослідження також має наслідки для оцінки наземного вуглецевого стоку. Якщо значна частина річкових викидів походить з древніх запасів, це може змінити розрахунки балансу вуглецю в наземних екосистемах та їхньої ролі в поглинанні атмосферного CO2.

Результати роботи вказують на необхідність включення древніх вуглецевих джерел у глобальні моделі вуглецевого циклу. Це може вплинути на розуміння чутливості кліматичної системи до змін у вуглецевому циклі та точність довгострокових кліматичних прогнозів.

Дослідження підкреслює складність глобального вуглецевого циклу та важливість врахування всіх джерел та стоків вуглецю для точного моделювання кліматичних змін. Воно також демонструє, що наше розуміння земної системи продовжує еволюціонувати з появою нових даних та методів дослідження.