Таяние вечной мерзлоты высвобождает CO2, но горные породы могут поглощать его часть

Глобальное потепление вызывает таяние вечной мерзлоты, высвобождая огромные количества органического углерода, заключённого в лёд на протяжении тысячелетий. Этот углерод, минерализуясь, выбрасывается в атмосферу в виде двуокиси углерода реками, усиливая парниковый эффект. Однако это не единственный процесс. Таяние также обнажает минералы, ранее защищённые, ускоряя их химическое выветривание. Этот процесс, называемый выветриванием горных пород, может поглощать двуокись углерода, образуя ионы, нейтрализующие кислотность или формирующие карбонаты.

Исследование, проведённое на Тибетском нагорье, где вечная мерзлота особенно уязвима, выявило сложное взаимодействие между этими двумя механизмами. Учёные наблюдали, что в зонах с непрерывной вечной мерзлотой выбросы CO2 реками доминируют. В то время как в местах, где вечная мерзлота становится прерывистой или изолированной, преобладает выветривание горных пород. В таких случаях CO2, поглощаемый в результате выветривания минералов, может превышать выбросы рек, иногда полностью их компенсируя.

Тибетское нагорье с его 780 000 квадратных километров водосборных бассейнов предоставляет идеальную площадку для изучения этих явлений. Реки здесь переносят древний органический углерод, высвобождаемый при таянии, а также неорганический углерод, поступающий из выветривания горных пород. Анализы показывают, что растворённый органический углерод в этих реках на треть происходит из древних источников, таких как вечная мерзлота или горные породы, а остальная часть более современная. Неорганический углерод частично образуется в результате выветривания карбонатов и силикатов — минералов, которые, растворяясь, связывают CO2.

Результаты показывают, что в некоторых зонах выветривание горных пород поглощает до 35 % выбросов CO2 реками. В регионах, где вечная мерзлота менее распространена, этот процент может даже превышать 100 %, что означает, что поглощение превышает выбросы. Это явление может усилиться с потеплением, так как таяние обнажает больше реактивных минеральных поверхностей.

Выветривание горных пород действует как естественный противовес выбросам углерода. Когда сульфиды, такие как пирит, окисляются, они выделяют CO2, но выветривание карбонатов и силикатов, напротив, поглощает его. На Тибетском нагорье, где преобладают карбонаты, этот процесс смягчает часть выбросов, связанных с таянием. Однако в зонах, богатых сульфидами, окисление этих минералов может усугублять выбросы CO2.

Реки Тибетского нагорья в настоящее время ежегодно выбрасывают около 2,3 миллиона тонн углерода в виде CO2. В то же время выветривание горных пород здесь поглощает около 0,8 миллиона тонн, что составляет 35 % от речных выбросов. Эти цифры показывают, что, даже если таяние вечной мерзлоты высвобождает древний углерод, геохимические реакции могут нейтрализовать его значительную часть.

Это открытие подчёркивает важность учёта как биологических, так и геологических процессов для понимания влияния таяния вечной мерзлоты на углеродный цикл. Климатические модели должны учитывать эти механизмы, чтобы точно оценить роль регионов вечной мерзлоты в глобальном потеплении.

À propos de nos sources

Étude citée

DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-026-10664-8

Titre : Rock weathering can counteract river CO2 emissions induced by permafrost thaw

Revue : Nature

Éditeur : Springer Science and Business Media LLC

Auteurs : Liwei Zhang; Aaron Bufe; Joshua F. Dean; Gerard Rocher-Ros; Ryan A. Sponseller; Emily H. Stanley; Jan Karlsson; David E. Butman; Ran Liu; Lijun Hou; Jinzhi Ding; Shilong Piao; Xinghui Xia; Tom J. Battin