Болота Сибири оказались сезонными «клапанами» для выбросов метана и углекислого газа

Сотрудники Томского государственного университета выяснили, что небольшие водоемы внутри болотного массива могут заметно менять картину выбросов парниковых газов в течение года. Речь идет о лужах, временных водоемах и озерах Большого Васюганского болота — крупнейшего комплекса водно-болотных угодий Западной Сибири. Исследование опубликовано в Journal of Hydrology.

Исследование охватило водоемы самого разного размера: от временных луж площадью менее 100 кв. м до озер площадью более 1 кв. км. Ученые брали пробы четыре раза в год — летом, осенью перед замерзанием, зимой подо льдом и весной сразу после его схода. Такой подход позволил увидеть сезонную картину целиком, а не отдельные «кадры».

Главный сюрприз оказался под ледяной коркой. В течение зимы в воде постепенно накапливались углекислый газ и метан. Ледяной покров фактически изолировал водоем от атмосферы, превращая его в своеобразный природный резервуар-накопитель. Одновременно лед влиял и на химический состав воды: одни элементы концентрировались в незамерзшей части, другие включались в растущие кристаллы льда.

С началом весеннего таяния накопленные газы получали выход наружу. После вскрытия льда выбросы углекислого газа могли возрастать в 7–8 раз, а метана — более чем в 10 раз. Иными словами, болото всю зиму словно держало газ «на паузе», а затем нажимало кнопку залпового выброса.

Маленькая лужа — большая химическая лаборатория

Самыми насыщенными органикой оказались небольшие водоемы, тесно связанные с окружающим торфом. Весной талая вода вымывает из мха, растительных остатков и верхних слоев торфяника органические вещества и питательные элементы. В результате маленькие лужи превращаются в настоящие природные биореакторы.

У крупных озер картина иная: вода в них стабильнее, менее кислая, содержит меньше органического вещества и сильнее зависит от грунтовых вод. Однако именно крупные и средние водоемы в масштабах всего болотного комплекса дают наибольший суммарный вклад в выбросы — просто потому, что их водное зеркало гораздо больше.

На исследованном фрагменте северных участков Большого Васюганского болота водоемы площадью свыше 0,1 кв. км ежегодно отдавали до 72,5 кг углерода в форме углекислого газа и до 58,4 кг — в форме метана. Более мелкие озера и водоемы уступали им по общему объему выбросов, хотя на единицу площади могли быть значительно активнее.

Авторы отмечают, что без учета зимнего накопления и короткого периода после схода льда годовые выбросы легко недооценить. Особенно это важно для метана: за зиму его в воде может накопиться больше, чем выбрасывается в остальные сезоны.

Ветланды и экология

Болото принято представлять прежде всего как огромный накопитель углерода. Но его водоемы работают сложнее: они одновременно удерживают углерод, перерабатывают органику и возвращают часть углерода в атмосферу в виде CO₂ и CH₄.

Связанные исследования показывают, что малые водоемы особенно богаты растворенным углеродом и парниковыми газами, тогда как крупные озера определяют значительную часть суммарного углеродного баланса ландшафта. В более ранней работе по Большому Васюганскому болоту ученые также установили, что выбросы углерода из его водоемов сопоставимы с темпами накопления торфа и превышают вынос растворенного органического углерода реками.

Таким образом, при оценке роли сибирских болот в климатической системе важно учитывать не только торфяную толщу, но и десятки тысяч водных «карманов» внутри болотного массива. Иногда именно маленькая лужа оказывается тем самым элементом, который способен кардинально изменить общий расчет.

Недавно экологи предупредили, что поврежденные северные торфяники в ближайшие годы могут утроить выброс метана, и предотвратить это практически невозможно.