Термоэрозия мерзлоты помешает Северному Ледовитому океану поглощать углекислый газ

К концу века Северный Ледовитый океан будет поглощать на 14 процентов меньше углекислого газа из-за термоэрозии многолетней мерзлоты на побережье. Органическое вещество, которое выносится из разрушенных пород, станет дополнительным источником эмиссии CO₂ из воды, как это уже происходит в Восточно-Сибирском море и море Лаптевых. Такие прогнозы содержит исследование, результаты которого опубликованы в Nature Climate Change.

Газы лучше растворяются в холодной воде, поэтому в мировом океане наиболее значимыми поглотителями углекислого газа считаются холодные течения и их системы, такие как Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (подробнее о ней почитать в нашем материале «Атлантическая циркулярка»). Важны и холодные зоны в целом, то есть весь Северный Ледовитый и Южный океаны. Однако современные климатические модели не учитывают, что прибрежная многолетняя мерзлота в Арктике стремительно (со скоростью до 0,5 метра в год) тает из-за термоэрозии и выносит в океан органическое вещество. Оно быстро окисляется до углекислого газа, и когда парциальное давление CO₂ в воде становится выше, чем его парциальное давление в воздухе, вода из поглотителя углекислого газа превращается в источник эмиссии.

Ученые под руководством Дэвида Нильсена (David Nielsen) из Института метеорологии Общества Макса Планка количественно оценили, как эрозия арктических побережий влияет на углеродный баланс Северного ледовитого океана. Они включили в модель биогеохимии океана HAMOCC потоки органического вещества, пересчитали углеродный бюджет с учетом береговой эрозии в 1850-2014 годах и сделали прогноз до 2100 года.

За последние полтора века береговая эрозия снижала эффективность поглощения углерода в Северном Ледовитом океане на 2,5–5,2 миллиона тонн в год. Наиболее сильной эрозии оказались подвержены побережья морей Лаптевых и Восточно-Сибирского. Разрушение мерзлых берегов и сопутствующую потерю углерода авторы связали с сокращением продолжительности сезона морского льда и его площади.

К концу века (2081–2100 годы) в сценарии с сильным ограничением антропогенных выбросов парниковых газов она будет ежегодно добавлять уже 4,6–9,2 миллиона тонн углерода, а в сценарии с отсутствием строгих ограничений на антропогенные выбросы — уже 6,6–13,2 миллиона тонн. Это значит, что за счет термической эрозии берегов общий сток (поглощение) углерода внутри Северного Ледовитого океана к концу века снизится на 7–14 процентов. В то же время ученые отметили, что неопределенности модели остаются высокими, из-за чего прогнозы по разным сценариям антропогенных выбросов парниковых газов оказались почти неразличимы.

Воды мирового океана влияют на климат не только через поглощение углекислого газа, но и через поглощение непосредственно атмосферного тепла. Недавно ученые установили причину дисбаланса в таком теплообмене между Южным океаном и Северным ледовитым. Оказалось, что Южный океан поглощает до 83 процентов тепла от всего мирового океана, потому что в атмосфере над ним находится мало аэрозолей. Но к концу века это изменится, и поглощение тепла в водах Антарктики упадет почти вдвое.