Климат нужно рассматривать как сложную систему, на которую влияет множество факторов (как «человеческих», так и природных), только так можно составить правдоподобный прогноз по его изменениям. А они могут стать драматическими уже в течение жизни одного поколения… Ученые России, объединенные Консорциумом ТГУ «Глобальные изменения земли: климат, экология, качество жизни» исследуют, в частности, «перекачку» парниковых газов из подводной и наземной мерзлоты в атмосферу. Сегодня в проекте «Осторожно, климат!» рассказываем об инструментах и географии этих исследований.
Итак, в прошлом выпуске мы подробно разобрали, как моря Восточной Арктики «перекачивают» в атмосферу один из двух основных парниковых газов – метан. Происходит это из-за деградации подводной мерзлоты, из-за которой формируются глубокие и сквозные газовыводящие пути из глубинных геологических источников дестабилизации.
Другим климатическим фактором планетарного масштаба является перекачка древнего углерода, “законсервированного” в мерзлоте суши (а в Сибири она занимает более ¾ территории). Но, по словам первого проректора ТГУ, одного из инициаторов проекта «Глобальные изменения земли: климат, экология, качество жизни» Виктора Дёмина, до сих пор никто до конца не понимает, как происходит углеродный цикл в арктической системе «суша-шельф». Потому что это многофакторный процесс…
«Необходимы уточнения мощности основных источников органического углерода — в какой форме и каких количествах его «выносит» в атмосферу шельф-океан, как происходит окисление в прибрежных водах, каков вклад водоемов Западной и Восточной Сибири в транспорт углерода, — говорит Виктор Дёмин. — Поэтому и нужны комплексные исследования по всей экосистеме – и в тундре, и в лесу, и в водно-болотных угодьях, и на шельфе. Ведь однозначно неизвестно – а что окажется критическим фактором для климата? И не в перспективе ста лет, а в ближайшие годы».
В России есть много научных групп, состоящих из авторитетных ученых, исследующих разные экосистемы. И в ТГУ родилась мысль: а что, если их усилия объединить?
«Когда эта идея презентовалась в различных организациях, а также в структурах, принимающие решение о финансировании, вначале говорили: «Вот вы замахнулись!». А потом, подумав, добавляли: «С другой стороны, может, только в Томске – в центре Сибири, и возможно решить такую задачу», — добавляет Виктор Дёмин.
Климатические исследования, объединенные в проект «Глобальные изменения земли: климат, экология, качество жизни», вошли в один из пяти стратегических проектов Программы развития ТГУ на 2021 — 2030 годы, финансируемой в рамках федеральной программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
В «климатический консорциум» вошли участники Большого университета Томска, а также другие ведущие университеты и институты страны по этой тематике (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН (Москва), Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова (г. Санкт-Петербург), Институт мерзлотоведения СО РАН (Якутск), Институт леса им.В.Н.Сукачева СО РАН (Красноярск), , Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (Якутск), Северный Арктический федеральный университет им. М.В.Ломоносова и т.д.). Кроме того, в Лаборатории комплексных исследований Арктической системы «суша-шельф» ТГУ работают известные ученые из МГУ, МФТИ, Института прикладной физики РАН, Института динамики геосфер РАН, Института экологии ВШЭ.
Игорь Семилетов, руководитель Лаборатории комплексных исследований Арктической системы «суша-шельф» ТГУ и Лаборатории арктических исследований Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН:
«О том, чтобы системно объединить исследования на шельфе и на суше, мы мечтали много лет: с первой встречи в 2014 году, когда в Томске было два мегагранта – один, «морской», у меня (в ТПУ) и один у Олега Покровского в ТГУ, в рамках которого исследовались процессы транспорта и трансформации различных форм углерода в водосборе Оби. И вот время пришло. Это направление комплексных исследований может стать объединяющим фактором при формировании нового миропорядка, где роль России как великой державы должна быть усилена лидерством в области Науки о Земле – в понимания функционирования климатической «кухни» нашей планеты в Арктическом регионе».
По словам Игоря Семилетова, исследования последних лет, которые выполнены при поддержке Российского научного фонда, свидетельствуют о том, что: значительная часть наземного органического вещества окисляется до двуокиси углерода (СО2), что приводит к подкислению вод (асидификации) и их перенасыщению СО2 в гигантских водосборах Великих Сибирских рек. Это значит, что районы шельфа, подверженные влиянию стока великих сибирских рек и экспорту эрозионного материала, являются важным неучтенным источником СО2 в атмосферу.
Одно из важнейших направлений совместных исследований ученых консорциума – это перекачка наземного углерода, который вовлекается в современный биогеохимический цикл с водосбора Великих Сибирских рек: Оби, Енисея, Лены, Колымы, Индигирки, в результате прогрессирующей деградации наземной мерзлоты.
Бассейны этих рек занимают гигантскую площадь – 14 млн квадратных километров (что соизмеримо с площадью акватории Северного Ледовитого океана). У каждой реки разная степень мерзлотности и разная геологическая история: у Оби мерзлота только в нижнем течении, у Енисея – наполовину, Лена – почти вся в зоне мерзлоты, Колыма и Индигирка – чисто мерзлотные реки. Это уникальная природная лаборатория, влияющая на климат всей планеты за счет изменения баланса углерода и роста концентрации парниковых газов в атмосфере…
Чтобы исследовать эту «лабораторию», нужны не только выдающиеся умы ученых – нужна хорошая материальная база. Она тоже развивается, например, этим летом члены экспертного совета по вопросам научного обеспечения развития технологий контроля углеродного баланса при Минобрнауки РФ (есть такой!) утвердили программу создания карбонового полигона в Томской области на базе госуниверситета. Он займет 250 га в пойме Оби, в него войдут экосистемы, где расположены четыре стационара участников консорциума: ТГУ, Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Института химии нефти СО РАН и Сибирского НИИ сельского хозяйства и торфа.
«По сути, мы развиваем эту сеть давно – она сформирована из существующих стационаров: Института оптики и атмосферы – преимущественно в лесном массиве, ИМКЭС – на болоте, ТГУ, станция «Кайбасово» — это пойма. Они расположены не так далеко друг от друга — 100-150 км, это уникальная конструкция, ни у кого такой нет. Этот проект мы защищали два года и смогли в итоге попасть с ним в федеральную программу по развитию карбоновых полигонов, — отмечает Виктор Демин. – В целом наш стратегический климатический проект «Глобальные изменения земли: климат, экология, качество жизни», как паззл, складывается не только из финансирования по «Приоритету 2030» (около 100 млн рублей, этого очень мало для такого уровня задач), но и других источников. Нам хотелось бы участвовать в нескольких федеральных программах.
