Экологи МГУ с коллегами проанализировали развитие торфяников Западной Сибири во время голоцена. Оказалось, что изменения климата, аналогичные современным, наблюдались уже восемь тысяч лет назад. Тогда торфяные болота, поглощая углекислый газ из атмосферы, по всей видимости, помогли уменьшить парниковый эффект. Возможно, в будущем они сыграют похожую роль и смогут на время сдержать глобальное потепление. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда и опубликована в журнале Ambio.
Сегодня глобальное потепление в основном объясняют парниковым эффектом. От Солнца поступает коротковолновое излучение, которое с легкостью проходит через атмосферу Земли. Наша планета, в свою очередь, нагревается и «отдает» обратно длинноволновую радиацию, но для нее атмосфера уже не так прозрачна — ее отражают парниковые газы, в число которых входит CO2. Как следствие, энергия концентрируется у поверхности планеты, из-за чего та нагревается.
Уменьшение количества углекислого газа в атмосфере происходит главным образом за счет того, что растения поглощают его в процессе фотосинтеза, а также создают запасы — в том числе и в виде торфа в болотах. Показано, что торфяники, несмотря на то что покрывают всего лишь примерно 3% поверхности суши, уже накопили 500 гигатонн углерода. Это больше, чем содержат все леса планеты, которые занимают в три раза большие площади.
Исследователи из Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова, Югорского (Ханты-Мансийск) и Пензенского университетов совместно с коллегами из Великобритании изучили ключевые изменения одного из торфяных болот Западной Сибири, находящегося в 30 километрах от Ханты-Мансийска. С помощью ручного бура они извлекли торфяные колонки, провели радиоуглеродное датирование, а также описали сохранившиеся в образцах остатки растений и раковинных амеб. Последние примечательны тем, что быстро размножаются, а значит оперативнее могут реагировать на изменения окружающей среды в отличие от других, более крупных организмов.
Возраст самых глубоких слоев торфа составил около 9,5 тысяч лет, то есть они образовались в бореальном периоде (ранний голоцен). Тогда в Сибири был более мягкий климат, а осадков выпадало больше, чем когда-либо за последние десять тысяч лет. Изначально исследуемое болото было богато питательными веществами, однако позже, около 8760 лет назад, в так называемом атлантическом периоде, их содержание уменьшилось, и оно стало олиготрофным. Об этом свидетельствуют преобладающие в торфе остатки мха сфагнума и карликовых кустарников — неприхотливых к питательным веществам растений. К тому времени климат на некоторое время стал суше, а потом снова более влажным и теплым. Вероятно, именно эти перемены стали причиной преобразования болота.
Также в атлантическом периоде происходило значительное поглощение болотом углерода. Позже, 5,8 тысяч лет назад, климат стал суше и теплее, что отмечено в торфе слоем с доминированием остатков пушицы и ксерофильных видов раковинных амеб — видов, которые способны переносить засуху. Около 1170 лет назад наступил более влажный период, а последние 100 лет характеризуются более сухими условиями.
«Самыми важными с практической точки зрения являются данные о состоянии торфяника в атлантическом периоде. Расчеты на их основе показывают, что к 2050 году в Западной Сибири из-за глобального потепления температура может вырасти на 0,9-1,5°C, а влажность повысится на 12-39%. Аналогичные изменения климата уже наблюдались примерно восемь тысяч лет назад, и в таком климате торфяник был способен поглощать значительное количество углерода из атмосферы. Конечно, полностью остановить глобальное потепление торфяные болота не смогут, однако если их торфообразовательная активность достигнет уровня атлантического периода, они смогут на некоторое время приостановить его», — пояснил один из авторов статьи Андрей Цыганов, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник кафедры общей экологии и гидробиологии биологического факультета МГУ.
В дальнейшем изучение этой темы будет продолжено. В планах авторов – увеличить пространственный охват исследования, что поможет оценить реакции различных типов болотных экосистем на климатические изменения. Также возможно уточнение датировок и использование дополнительных индикаторов состояния болот в прошлом, например содержания микроуглей для реконструкции пожаров, в том числе антропогенного происхождения.