Поиск - новости науки и техники

Затянуло в болота. Ученые ТГУ нашли надежные индикаторы климатических изменений.

В мире с новой силой разгораются споры вокруг проблемы изменения климата. Ученые Национального исследовательского Томского государственного университета убеждены: феномен глобального потепления действительно существует, причем ситуация развивается довольно быстро. В начале 1990-х годов биологи и почвоведы ТГУ отправились в первую экспедицию в Западно-Сибирскую субарктику. Они заметили там некоторые процессы, связанные с глобальным потеплением.

– В те годы изменения в лесотундре еще не носили катастрофического характера, – говорит доктор биологических наук, профессор ТГУ Сергей Кирпотин. – А в начале 2000-х процесс таяния вечной мерзлоты стал повсеместным и повлек за собой необратимые трансформации рельефа. Пока трудно сказать, к чему это приведет, но то, что мы сейчас видим, превосходит наши прогнозы. Одна из причин таких изменений – выделение парниковых газов в атмосферу. И здесь уникальную роль играют болота.
Болота Западной Сибири накапливают торф, который в результате застойного увлажнения не разлагается, как в других экосистемах, а консервируется. Торф состоит в основном из углерода, и болота, изымая его из атмосферы и накапливая, являются, как говорят ученые, “ловушками” для этого газа. Тем самым предохраняя атмосферу от перегрева, уменьшая парниковый эффект и охлаждая планету.
Эта роль болот в цикле углерода и, следовательно, в поддержании стабильности биосферы в условиях нарастающего техногенного влияния была осознана совсем недавно. Также стало ясно, что, если процесс болотообразования пойдет как-то иначе, это может привести к серьезному выбросу в атмосферу парниковых газов. Так что процессы “дыхания” болот не могут не привлекать ученых, понимающих всю серьезность проблем, связанных с глобальным потеплением.
В 2007 году к исследователям ТГУ присоединились коллеги из Франции. По инициативе посольства этой страны был организован консорциум из примерно десятка организаций Франции и России. Международное научное объединение получило название CAR-WET-SIB (Carbon-Wetlands-Siberia). У томичей был богатый опыт работы “в поле”, накопленные данные. Французы привнесли мощную лабораторную составляющую: разные виды геохимических анализов и методы дистанционного зондирования Земли, такие как спутниковая альтиметрия. С момента создания консорциума налажено очень активное взаимодействие, получены гранты, появились общие темы, публикации, идет совместная работа с аспирантами.
Группа томских и французских ученых доказала, что наблюдение динамики термокарстовых (талых) озер в активно меняющейся мерзлоте чрезвычайно важно для прогностического моделирования эмиссии парниковых газов в атмосферу – одной из самых значительных угроз глобального потепления. Благодаря многолетним наблюдениям стало понятно, что маленькие (молодые) термокарстовые озера выделяют в атмосферу в сотни раз больше метана, чем крупные, тем самым усугубляя так называемый парниковый эффект.
Но эти мелкие водоемы (площадью менее 0,01 га) до последнего времени практически выпадали из поля зрения исследователей: их невозможно выделить на стандартных космоснимках (это становится возможным только на снимках высокого разрешения), а при натурном изучении предпочтение отдавалось крупным озерам, как наиболее типичным. Между тем количество зачаточных и мелких термокарстовых озер исчисляется десятками тысяч, все они буквально парят метаном и при этом остаются неучтенными в существующих моделях углеродообмена.
Площадка для изучения находится в центральной части Западной Сибири в 20 км от поселка Ханымей в тундровой зоне. Массивы болот здесь на несколько порядков больше, чем в Скандинавии, Канаде, Аляске, и многие процессы не до конца изучены. Летом 2012 года российско-французская группа исследователей, включавшая ученых Томского госуниверситета и сотрудника лаборатории Миди-Пиренейс (Франция) Олега Покровского, провела экспедицию в регион термокарстовых озер.
Эта поездка дала ученым поистине уникальные результаты. Более трех месяцев в регионе стояла засушливая погода. Температура воздуха была на 5-15 градусов выше средней летней температуры за последние 30 лет. Можно было наблюдать эффект от краткосрочного естественного нагрева воды в талых озерах и сравнить с наблюдениями, сделанными в период с обычным температурным режимом (2010 год) в этом же регионе.
В 2012 году озера значительно уменьшились, уровень больших водоемов понизился на 50 см. Повышение температуры воды отразилось на ее химическом составе. Образовался концентрированный состав микро- и макроэлементов, в том числе изменился баланс углерода. Природа фактически смоделировала ситуацию, которая наступит здесь при глобальном потеплении климата. При таком положении дел выброс парниковых газов в атмосферу резко активизируется.
Ученые убеждены, что продолжать исследования в регионе жизненно важно. Эта работа ведется сегодня в новой междисциплинарной лаборатории, созданной в результате победы проекта ТГУ “Биогеохимические циклы арктических болотно-озерных ландшафтов Западной Сибири как индикатор климатических изменений глобального масштаба и основа для рационального природопользования региона” в конкурсе по Постановлению Правительства РФ №220 (“конкурс мегагрантов”). Лабораторию биогеохимических и дистанционных методов мониторинга окружающей среды возглавил один из наиболее активных участников сотрудничества в рамках проекта CAR-WET-SIB геохимик из Франции Олег Покровский.
Климатоопределяющая функция болот напрямую зависит от баланса углерода, а его цикл сопряжен с циклами других микро- и макроэлементов – отсюда необходимость проведения именно биогеохимических исследований. Охват задач, которые решает лаборатория, очень широк. Изучением гидрологического режима территории западносибирских болот занимаются специалисты под руководством завкафедрой гидрологии геолого-географического факультета Валерия Земцова. Исследования по динамике и моделированию климатических процессов ведет группа Валентины Горбатенко – завкафедрой климатологии и метеорологии ГГФ. Вопросы изучения почв и зон вечной мерзлоты – в компетенции группы под руководством директора Института биологии, экологии, почвоведения, сельского и лесного хозяйства ТГУ Сергея Кулижского.
Активно задействованы в проекте сотрудники университетского НИИ биологии и биофизики. Оценивать состояние болотных территорий в режиме реального времени позволит космомониторинг: этот канал получения информации значительно экономичнее традиционных способов сбора пространственных данных. В этом году в ТГУ при участии ОАО “Газпром” создан Региональный центр космического мониторинга. Объединение его возможностей и возможностей лаборатории позволит ученым заниматься дистанционными методами изучения природных ландшафтов. За сложную функцию – администрирование проекта – будет отвечать заведующий лабораторией молекулярного анализа растений ТГУ Александр Кузнецов, большую помощь ему оказывает руководитель университетского отдела организации и сопровождения НИОКР Татьяна Краснова.
Это уже третий мегагрант ТГУ. На сегодня у проекта, который с его помощью реализуется, уже есть один немаловажный результат – сложился сильный коллектив специалистов, в том числе молодых, которым по плечу любые задачи.

Кстати:

Национальный исследовательский Томский государственный университет готовится приступить к изданию международного рецензируемого научного журнала “BioClimLand” (“Biota, Climate, Landscapes”). Его миссией станет освещение актуальных проблем естествознания в области взаимодействия биоты, климата и ландшафтов. Особое внимание будет уделяться вопросам трансформации окружающей среды в результате изменений климата в современных условиях и в ретроспективе.
В журнале найдется место также статьям по отдельным вопросам биологии, почвоведения, гидрологии, гидрохимии, геохимии, климатологии и другим направлениям естествознания в контексте привязки к конкретным ландшафтам. Особенно приветствуются публикации по междисциплинарным исследованиям на основе новых нестандартных подходов, позволяющих получить ценные научно значимые результаты, и аналитические статьи на основе новейших достижений в области естествознания. Все отобранные редколлегией в очередной номер журнала статьи будут опубликованы бесплатно.
“BioClimLand” планируют выпускать на двух языках – русском и английском. Журнал намерен добиться высоких показателей научного цитирования и попасть в базы данных цитирования Scopus. В состав редакционного совета входят профессора Сергей Кирпотин (НИ ТГУ) и Олег Покровский (Университет Тулуза-3 Поля Сабатье, Франция, НЦНИ (CNRS) Обсерватория Миди-Пиренейс) – главные редакторы, профессор Теренс Винсент Каллаган (Университет Шеффилда, Великобритания), профессор Сергей Кулижский (НИ ТГУ), профессор Веслав Фалтынович (Вроцлавский университет, Польша) и другие ученые мирового уровня. Ответственный секретарь журнала “BioClimLand” – Ирина Волкова (НИ ТГУ).
Контакты журнала: e-mail: BioClimLand@yandex.ru, тел.: +7 (3822) 52-97-90.

Яна ПЧЕЛИНЦЕВА
Фото из архива
Сергея Кирпотина

Нет комментариев