Незворотні викиди точки перекидання мерзлоти

Незворотні викиди точки перекидання мерзлоти

Термокарстовий пейзаж. Кредит: А. БалсерПоперек величезних ділянок верхів'я північної півкулі, заморожена земля містить мільярди тонн вуглецю.

З підвищенням глобальних температур ця «вічна мерзла» земля наражається на ризик відтавання, потенційно викидаючи в атмосферу свій тривалий вуглець.

Різка відлига вічної мерзлоти - одна з найчастіше обговорюваних "переломних точок", яку можна перетнути в світі потепління. Однак, дослідження припускає, що, хоча ця відтавання вже триває, її можна сповільнити із пом'якшенням зміни клімату.

Переломні бали

Ця стаття є частиною тижневої спеціальної серії про "переломні точки", де мінливий клімат може підштовхнути частини земної системи до різких чи незворотних змін

І все-таки незворотнім є викид вуглецю, який був і є в даний час. Вуглець, що виділяється з вічної мерзлоти, потрапляє в атмосферу і залишається там, посилюючи глобальне потепління.

Словом, те, що відбувається в Арктиці, не залишається в Арктиці.

Вічна мерзлота та глобальний клімат

Вічна мерзла - це земля, яка була заморожена не менше двох років поспіль. Його товщина коливається від менш одного метра до більше кілометра. Як правило, він розташовується під "активним шаром", який тане і відморожується щороку.

Зігріваючий клімат наражає на небезпеку цю багаторічну мерзлу землю. Коли температура піднімається, мерзлота відтає - вона не тане.

Існує проста аналогія: порівняйте, що відбувається з кубиком льоду та замороженою куркою, коли вони виймаються з морозилки. При кімнатній температурі колишній розтане, залишивши невеликий басейн з водою, але курка розморозиться, залишивши сиру курку. Врешті-решт, ця курка почне розкладатися.

Саме це і відбувається з вічною мерзлотою, коли температура збільшується. Чверть суходолу північної півкулі вкрита вічною мерзлотою, яка діє як гігантський морозильник Землі і зберігає величезну кількість органічної речовини.

Незворотні викиди точки перекидання мерзлоти Глобальна карта вічної мерзлоти, Міжнародна асоціація вічної мерзлоти. Кредит: Браун, Дж., Ф. Ферріанс, молодший, Дж. А. Хегінботтом та Е. С. Мельников, ред. 1997. Кругова-арктична карта вічної мерзлоти та наземно-льодових умов. Вашингтон, округ Колумбія: Геологічна служба США у співпраці з Кругово-Тихоокеанською радою з питань енергетики та корисних копалин. Карта Circum-Pacific Series серії CP-45, масштаб 1: 10,000,000, 1 аркуш.

Цей органічний матеріал включає залишки мертвих рослин, тварин та мікробів, які накопичились у ґрунті та заморозили до вічної мерзлоти тисячі років тому.

Незворотні викиди точки перекидання мерзлоти Вічна мерзлота, включаючи старовинні кістки (зображення ліворуч) та органічний матеріал (зображення праворуч) в тунелі вічної мерзлоти біля Фокса, штат Аляска. Кредит: C. Schädel

Арктичні температури зростали більше двічі швидше як середній показник у світі. Це спричинило відлигу вічної мерзлоти в багатьох місцях і викликало розбудження мікроорганізмів, що розбудили органічний матеріал, тим самим виділяючи СО2 або метан в атмосферу.

Обидва гази є парниковими газами, але метан у 28-36 разів потужніший за СО2 протягом століття. Однак в атмосфері є більше СО2, ніж метану, а метан окислюється до СО2 за часовим інтервалом приблизно десятиліття. Отже, саме зміна концентрації CO2 в атмосфері дійсно має значення для довгострокових змін клімату.

Вивільнення вуглецю від вічної мерзлоти

Отже, яку роль відіграватиме вічна мерзлота в майбутніх викидах вуглецю? А чи є переломний момент, який може викликати швидку відлигу?

Вчені оцінюють що у вічній мерзлоті зберігається приблизно вдвічі більше вуглецю, ніж циркулює в атмосфері. Це приблизно 1460 млрд. - 1600 млрд. Тонн вуглецю.

Більшість його в даний час заморожена і збережена, але якщо навіть невелика частка викидається в атмосферу, викиди, ймовірно, будуть великими - потенційно схожими за величиною з викидом вуглецю інші потоки навколишнього середовища, такі як вирубка лісів.

Це все одно про одне порядок величини менше, ніж викиди від спалювання викопного палива до кінця цього століття. Тим не менш, кожна додаткова молекула CO2 або метану, що додається в атмосферу, прискорює зміни клімату і впливає на всю планету та її клімат.

Незворотні викиди точки перекидання мерзлотиРуйнується вічна мерзлота з великим об’ємом льоду. Кредит: А. Бальзер

Наскільки ми знаємо, викид вуглецю від вічної мерзлоти - процес поступовий і постійний що постійно додає вуглець в атмосферу - таким чином, подальше посилення потепління.

Після того, як органічна речовина в умовах вічної мерзлоти розкладається і виділяє СО2 та метан, її повернення не відбувається. У цьому сенсі відлига вічної мерзлоти незворотна - відповідність одній із умов визначення точки перекидання.

Тим не менш, Недавні дослідження говорить про те, що якщо підвищення температури було повільним і зупиненим, відлига вічної мерзлоти теж сповільниться - і потенційно зупиняються, таким чином, обмеження подальших викидів. Тим не менш, це потребує певного часу. Відлига вічної мерзлоти схожа на важкий вантажний потяг - як тільки він рухається, його не можна зупинити негайно. І навіть після надягання на гальма воно ще деякий час буде котитися далі. дослідження припускає, що викиди можуть тривати протягом десятиліть до століть навіть після того, як відлига вічної мерзлоти сповільниться.

Це говорить про те, що вічна мерзлота в цілому не перейшла до абсолютно нового стану - як це відбувається у деяких переломних точках, таких як танення льодовикового покриву Гренландії. Як результат, можна було б запобігти подальшому викиду, якщо глобальне потепління було припинено.

Але, як зараз справи, відлига вічної мерзлоти має вже спостерігали у багатьох місцях Арктики. І як останні спеціальний звіт про океан та кріосферу по Міжурядова група з питань зміни клімату (IPCC) зазначає, що потепління цього століття спричинить значні викиди від вічної мерзлоти:

«До 2100 року приморська площа вічної мерзлоти зменшиться на 2-66% для RCP2.6 і 30–99% для RCP8.5. Це може викинути від 10 до 100 гігатонів вуглецю як CO2 і метану в атмосферу для RCP8.5, з потенціалом прискорити зміни клімату ».

Як додати впевненості викиду вуглецю в мерзлоту

Кінцевий внесок вуглецю мерзлоти в зміну клімату залежить від різних факторів: скільки вуглецю вийде, наприклад, як CO2 або метану, і скільки може рослини та дерева компенсувати деякий додатковий викид вуглецю.

Деградація вічної мерзлоти може відбуватися як поступова відлига зверху вниз, так і як різкий обвал талого грунту. Обидва процеси виділяють вуглець в атмосферу. Поступова відлига зверху вниз - результат тепліших температур повітря, що змушує грунт відтанути зверху вниз, тоді як різка відлига відбувається раптово і непередбачувано.

Вічна мерзлота може містити до 80% льоду. Якщо лід тане - пам’ятайте, лід тане, навіть якщо грунт цього не робиться - земля раптово руйнується і глибокі шари потрапляють до температури повітря.

Руйнується земля може залишити ландшафт, позначений позначкою "термокарстОзера, наповнені талими водами, дощем та снігом. Ці вологі умови можуть сприяти викиду більш потужного метану парникових газів.

У високогір'ї природний дренаж створює більш сухі умови ґрунту після відлиги вічної мерзлоти, тим самим прискорюючи розкладання органічних речовин і виділяючи велику кількість СО2. Кінцевий вплив викид вуглецю від вічної мерзлоти буде сильнішим коли більший відсоток зони мерзлоти висохне після відлиги.

Яка частина ландшафту стане мокрішою чи сухою після відлиги, залежить від поширення льоду, але поточні вимірювання льоду є лише спорадичними та кращими просторовими покриттями та більш сучасними вимірюваннями. терміново потрібні.

Ще одним важливим фактором вуглецевого балансу зони мерзлоти є поглинання вуглецю рослинами. Питання полягає в тому, скільки викиду вуглецю від танення вічної мерзлоти можна компенсувати збільшенням росту рослин? Рослини виводять вуглець з атмосфери і використовують його для вирощування та підтримки свого метаболізму.

Тепліші умови в Арктиці та всі пов'язані з цим зміни стимулюють ріст рослин, це означає, що частина вуглецю, що надходить в атмосферу від танення вічної мерзлоти, приймається за рахунок прискорення росту рослин. Але незрозуміло, скільки вуглецю буде компенсовано рослинами, і незрозуміло, наскільки стійкий цей процес.

Удосконалення модельних прогнозів викиду вічної мерзлоти має вирішальне значення при визначенні загального впливу талої мерзлоти на світовий клімат. Останні результати з канадської Арктики показують, що відлига вічної мерзлоти відбувається набагато раніше, ніж очікували вчені за сучасними прогнозами моделі.

Наразі на моделі припадає лише поступова відлига зверху вниз, але останні оцінки показують, що різка відлига і руйнується грунт може подвоїти викид вуглецю від вічної мерзлоти. Ясно одне: чим менше температура збільшується в Арктиці, тим більше вічної мерзлоти залишиться замороженою і більше вуглецю залишиться замкненим у вічній мерзлоті.

Гідрати метану

Часто згадується на одному диханні, як відлига вічної мерзлоти, є потенційною небезпекою, пов'язаною з поломкою метану гідрати, також відомий як "клатрати". Це метанний «лід», який утворюється при низьких температурах та підвищеному тиску в морських відкладах континентального краю або всередині і під вічною мерзлотою.

Особливу стурбованість викликають гідрати метану, що зберігаються під східно-сибірським арктичним шельфом (ESAS), неглибоким прибережним регіоном на півночі Росії. Дослідження припустили, що тала вічна мерзла вивільняє цей метан, даючи йому пузиритися і виходити з морської води. Це призвело до дослідження попередження про те, що викид великої кількості метану може мати «катастрофічні наслідки для кліматичної системи» та ЗМІ майбутньої «метанової бомби».

Незворотні викиди точки перекидання мерзлоти

У розмові с Д-р Керолін Руппель, головний науковий співробітник Проект газогідратів Геологічної служби США, вона каже мені, що метан гідрат уловлює близько однієї шостої частини вуглецю метану Землі і що деякі родовища насправді, це може принизити шкоду вже зараз по мірі потепління клімату. Але, вона каже:

«Якщо метан, що виділяється при руйнуванні газогідратів, досягає океану, він здебільшого споживається бактеріями в товщі води і не потраплятиме в атмосферу. У районах вічної мерзлоти загальнозміцнюючий гідрат гідрату зазвичай глибоко закопується, тому відлига вічної мерзлоти є важливішим фактором викидів парникових газів ".

Незважаючи на те, що "може спостерігатися значне витікання метану з арктичних континентальних шельфів у районах танення підводного вічного мерзла", говорить Руппел, "Дослідження показали, що швидкість потоку, ймовірно, завищена, і найбільш ймовірним джерелом витікаючого метану є не талі газові гідрати ». Вона додає:

"Гідрати, пов'язані з мерзлотою, не настільки поширені і часто трапляються глибше, ніж дрібніші джерела метану, які можуть швидше просочуватися в атмосферу".

Отже, останні дослідження говорять про те, що метанова бомба від відтавання гідратів не на горизонті. Однак, щодо вічної мерзлоти наука показує, що відтавання вже триває, а вуглець, який вона викидає, вже сприятиме нашому клімату потепління.

про автора

Д-р Крістіна Шедель, асистент-дослідник Центру екосистемних наук та суспільства в університеті Північної Арізони. Вона також є провідним координатором мережі вуглецю Permafrost, дослідницької програми на основі синтезу даних, та співавтором команди співпраці Permafrost з Міжвідомчої політики в галузі арктичних досліджень (IARPC).

Ця стаття спочатку з'явилася на Вуглецевий короткий виклад

Суміжні книги

Зміна клімату: що потрібно знати усім

Джозеф Ромм
0190866101Найважливіший буквар щодо того, що буде визначальним питанням нашого часу, Зміна клімату: що потрібно знати усім® це чіткий огляд науки, конфліктів та наслідків нашої планети, що потеплішає. Від Джозефа Ромма, головного наукового радника National Geographic's Роки життя небезпечно серіал та один із "100 людей, які змінюють Америку" Rolling Stone " Зміна клімату пропонує корисні для користувача наукові суворі відповіді на найскладніші (і зазвичай політизовані) питання, що стосуються того, що кліматолог Лонні Томпсон вважав "очевидною та теперішньою небезпекою для цивілізації". Доступний на Amazon

Зміна клімату: Друге видання "Наука про глобальне потепління та наше енергетичне майбутнє"

Джейсон Смердон
0231172834Це друге видання Зміна клімату є доступним і всебічним посібником для науки, що стоїть за глобальним потеплінням. Вишукано проілюстровано, текст орієнтований на студентів на різних рівнях. Едмонд А. Матез та Джейсон Е. Смердон дають широке інформативне вступ до науки, яка лежить в основі нашого розуміння кліматичної системи та впливу людської діяльності на потепління нашої планети. Матес і Смердон описують ролі атмосфери та океану граємо в нашому кліматі, вводимо поняття радіаційного балансу та пояснюємо зміни клімату, що відбувалися в минулому. Вони також детально описують діяльність людини, яка впливає на клімат, такі як викиди парникових газів та аерозолів та вирубка лісів, а також наслідки природних явищ. Доступний на Amazon

Наука про зміну клімату: практичний курс

автор Блер Лі, Аліна Бахман
194747300XНаука про зміну клімату: практичний курс використовує текст та вісімнадцять практичних заходів пояснити та викладати науку про глобальне потепління та зміни клімату, про те, як люди несуть відповідальність та що можна зробити, щоб уповільнити чи зупинити темпи глобального потепління та зміни клімату. Ця книга є повним, вичерпним посібником з важливої ​​екологічної теми. Тематика цієї книги включає: як молекули передають енергію від сонця для нагрівання атмосфери, парникових газів, парникового ефекту, глобального потепління, промислової революції, реакції горіння, зворотного зв'язку, взаємозв'язку між погодою та кліматом, зміною клімату, раковини вуглецю, вимирання, слід вуглецю, переробка та альтернативна енергія. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, і ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.

enafarZH-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

слідкуйте за InnerSelf далі

Facebook-iconщебетати значокrss-значок

Отримайте останні по електронній пошті

{emailcloak = off}

ОСТАННІ ВІДЕО

Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
by Swapnesh Masrani
Уряди Великобританії та Шотландії поставили амбітні цілі, щоб до 2050 та 2045 рр. Перетворитись на нульову економіку вуглецю ...
Весна приходить раніше в США, і це не завжди хороші новини
Весна приходить раніше в США, і це не завжди хороші новини
by Тереза ​​Криммінс
У більшій частині Сполучених Штатів потеплілий клімат сприяв приходу весни. Цей рік не є винятком.
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
Останній льодовий період розповідає нам, чому нам потрібно дбати про 2 ℃ зміну температури
by Алан Н Вільямс та ін
В останньому звіті Міжурядової групи з питань зміни клімату (МГЕЗК) зазначається, що без істотного зниження…
Місто Джорджія отримує половину електроенергії від сонячної ферми президента Джиммі Картера
Місто Джорджія отримує половину електроенергії від сонячної ферми президента Джиммі Картера
by Джонна Крейдер
Рівнина, штат Джорджія, невелике містечко, що знаходиться на південь від Колумба, Макона та Атланти та на північ від Олбані. Це…
Більшість дорослих США вважають, що зміни клімату є найбільш важливим питанням сьогодні
by Американська Психологічна Асоціація
У міру того, як наслідки зміни клімату стають більш очевидними, більше половини дорослих США (56%) кажуть, що кліматичні зміни - це…
Як ці три фінансові компанії могли змінити напрямок кліматичної кризи
Як ці три фінансові компанії могли змінити напрямок кліматичної кризи
by Мангуліна Ян Фіхтнер та ін
Мовчазна революція відбувається в інвестуванні. Це зміна парадигми, яка матиме глибокий вплив на корпорації,…
Інвестування в зміну клімату
by Goldman Sachs
Підкаст «Верх розуму в Goldman Sachs» - У цьому епізоді ми розбираємось у тому, що може бути найважливішим питанням нашого часу:…
Зміна клімату: брифінги з Південної Африки
by Цифрові новини SABC
Зміна клімату впливає на всіх нас, але це може бути заплутаною справою. Три провідні вчені Південної Африки, які мають ...

ОСТАННІ СТАТТІ

Друга з нас чаша з пилом вдарила б про світові запаси продовольства
Друга з нас чаша з пилом вдарила б про світові запаси продовольства
by Тім Радфорд
Коли Великі рівнини США знову постраждають від стійкої посухи, світові запаси продовольства відчують спеку.
Піднімаються моря: щоб зберегти людей в безпеці, нехай природа формує узбережжя
Піднімаються моря: щоб зберегти людей в безпеці, нехай природа формує узбережжя
by Іріс Мьоллер
Навіть за найконсервативніших сценаріїв зміни клімату рівень моря на 30 см вище, ніж зараз, здається всім, але певним ...
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
Для досягнення нульових викидів уряд повинен вирішити перешкоди, що відводять людей від електромобілів
by Swapnesh Masrani
Уряди Великобританії та Шотландії поставили амбітні цілі, щоб до 2050 та 2045 рр. Перетворитись на нульову економіку вуглецю ...
Величезні екосистеми можуть згортатися менше ніж за 50 років
Величезні екосистеми можуть згортатися менше ніж за 50 років
by John Dearing та ін
Ми знаємо, що екосистеми, що переживають стрес, можуть досягти того, що вони швидко руйнуються в щось дуже інше.
Нарешті, Індія серйозно сприймає кліматичну кризу
Нарешті, Індія серйозно сприймає кліматичну кризу
by Ніведіта Хандекар
З фінансовими втратами та великою кількістю загиблих від кліматичних катастроф постійно зростаючи, Індія нарешті ...
Ми вчені, що займаються кліматом, точно не знають, як розгортатиметься криза, поки не пізно
Ми вчені, що займаються кліматом, точно не знають, як розгортатиметься криза, поки не пізно
by Вольфганг Кнорр та Вілл Стеффен
Якщо ми тримаємось за речі занадто довго, зміни можуть відбутися раптово і навіть катастрофічно.
Як ми маємо боротися зі змінами клімату, як це третя світова війна
Як ми маємо боротися зі змінами клімату, як це третя світова війна
by Девід Блер та ін
У 1896 р. Шведський вчений Сванте Арреніус дослідив, чи впливає температура Землі на наявність…
Як британська дика природа привітала найтеплішу зиму
Як британська дика природа привітала найтеплішу зиму
by Пол Ештон
Написана в останній, замерзлий день 1900 року, вірш Томаса Харді «Темний Дрозд» описує суворий, завалений льодом ...