О мерзлоте: учёные определили периоды потепления и таяния мерзлоты, и выяснили, что уничтожение пожарами лишайников способствует её таянию

^{Мерзлота. Фото: Никита Кузнецов / GeoPhoto}

В Якутии проанализировали данные последних 50–60 лет наблюдений в Арктике, а в Томске изучили механизмы и особенности деградации мерзлоты

Изменения климата и вечной мерзлоты в Арктике и Субарктике Якутии с 1965 по 2023 год

Группа учёных Института мерзлоты имени Мельникова СО РАН (Якутия), Института географии РАН (Москва), Лаборатории комплексного изучения системы «суша-шельф» Арктики Томского государственного университета и Института биологических проблем криолитозоны СО РАН (Якутия), анализируя последние 50–60 лет изменений климата в арктической и субарктической Якутии, выделила три отчетливых периода развития климата: холодный (1965–1987), предпотепленный (1988–2004) и современный потепленный (2005–2023), сообщается в материале, опубликованном научным издательством MDPI.

Арктический и субарктический регионы Якутии за предпотепленный и потепленный периоды испытали повышение средней годовой температуры воздуха на 2,5 °C и 2,2 °C соответственно – по сравнению с холодным периодом. Глобальное потепление, по словам исследователей, усилилось в период с 2005 по 2023 год, что привело к повышению температуры вечной мерзлоты и более глубокому её «активному слою» – слою мерзлоты, подвергающемуся деградации в результате таяния.

Исследователи на основе данных многолетних наблюдений провели мерзлотно-климатическое районирование Арктики и Субарктики Якутии по изменению температуры мерзлоты в условиях глобального потепления, выявив семь регионов, характеризующихся схожей реакцией на современное глобальное потепление. Результаты этих исследований формируют основу для будущих исследований влияния глобального потепления на вечную мерзлоту и того, как окружающая среда и экономика северной Якутии адаптируются к меняющемуся климату.

^{Источник: публикация «Изменения климата и вечной мерзлоты в Арктике и Субарктике Якутии с 1965 по 2023 год» / mdpi.com}

Данные мониторинга показывают, что потепление усиливается на разных глубинах с середины 2000-х годов – температура вечной мерзлоты увеличивается на 1,7 °C на глубине 10 м и на 1,1 °C на глубине 30 м.

Для анализа разнообразных закономерностей современного потепления в различных климатических периодах и конкретных арктических и субарктических регионах Якутии учёные использовали периодизацию, используя данные исследований, сделанных ранее, в качестве основы. Выяснилось, что каждый регион вечной мерзлоты по-своему уникален – и чтобы лучше проиллюстрировать использование климатических переходов, таких как переход от стабильного климата к современному потеплению, эффективнее использовать периоды, а не одну тенденцию.

Исследования показывают, что Арктика и Субарктика пережили резкий переход от холодного климата к периоду предварительного потепления в 1988 году, за которым последовала чувствительная фаза потепления, начавшаяся в 2005 году Среднегодовая температура воздуха, индекс потепления и индекс замерзания не показали существенных изменений. Но с 2005 года вечная мерзлота испытывает уже не просто чувствительное, а сильное потепление, сохраняющееся и сегодня. Учёные обнаружили, что различные периоды времён со схожими климатическими условиями привели к разнообразным формам вечной мерзлоты и ландшафта.

В арктической зоне Якутии наиболее распространенным криогенным процессом является термокарст, включающий таяние богатой льдом вечной мерзлоты, что приводит к проседанию и обрушению форм рельефа. Существование начальных термокарстовых форм сигнализирует о начавшейся деградации вечной мерзлоты. Фиксирование, картографирование этих нарушений рельефа поможет оценить уровень деградации богатой льдом вечной мерзлоты. К примеру, как показали наблюдения в районе Тикси, ледяные жилы мерзлоты там могут растаять, даже если она потеплеет на 2 °C.

Подробнее об исследовании – в публикации.

Лишайники и мерзлота

Одним из драйверов таяния вечной мерзлоты, как выяснили специалисты  Томского государственного университета, выступают пожары, которые опосредованно стимулируют этот процесс. Для выяснения его механизма и особенностей учёные исследовали выгоревшие участки разных временных периодов на торфяниках и ближайшие ненарушенные территории, сообщает пресс-служба университета.

^{Так выглядит лишайник на не тронутых пожаром участков. Источник: Shutterstock}

Физические свойства мхов и лишайников, которые выступают защитным слоем, позволяющим вечной мерзлоте сохранять свою структуру, изучались в экспедициях и в лабораторных условиях, а качестве инструмента исследования использовались дешифровки данных дистанционного зондирования Земли, в том числе с использованием беспилотных летательных аппаратов, и анализ космоснимков.

Во время полевых работ были получены данные об изменениях в растительном покрове участков за несколько лет. Установлено, что даже через 36 лет после пожара растительность на участках исследования не восстановилась: примерно половина земли, пострадавшей от огня, остается безжизненной. Нарушения в лишайниковом покрове под влиянием пожаров неизменно ведут к изменению альбедо – отражающей способности, влажности и температуры поверхности почв, способствуя их лучшему прогреванию. Это подтверждено данными космических снимков: температуры поверхности гарей в течение нескольких лет выше, чем температуры ненарушенных естественных участков, расположенных рядом. При оценке в полевых условиях глубины многолетнемерзлого слоя с использованием георадаров, исследователи выявили, что мерзлота на гарях залегает глубже, чем на участках естественных торфяников: то есть на участках, свободных от лишайников, слой мерзлоты, более близуий к поверхности, деградировал. Что, в свою очередь, привело к нарушению потоков парниковых газов, – потоки СО2 с нарушенных пожарами участков существенно выше, чем с их естественных аналогов.

Считается, что полностью растительный покров торфяников не восстанавливается даже за столетие, поэтому ученые планируют и в дальнейшем вести мониторинг исследованных участков.