Глобальное потепление как проблема, несмотря на отчаянные призывы ученых, очень медленно укореняется в головах как сильных мира сего, так и простых людей. Такими темпами мы уже в ближайшие год-два рискуем потерять арктический лёд, а с ним и большую часть арктической фауны.
Между тем, что делать с выброшенным в атмосферу за несколько десятилетий промышленного бума углекислым газом, пока непонятно. Одни предлагают закачивать его под землю, вторые думают употребить в качестве сырья для производства пластика, а третьи настаивают на том, что в природный круговорот углерода лучшее вообще не вмешиваться, а просто перестать сжигать углеводороды и ждать, пока природа сама восстановит пошатнувшийся баланс.
Учёные уверены, что система обратной связи, способная поддерживать концентрацию двуокиси углерода в атмосфере, в природе есть.
Например, около полугода назад были представлены данные, показывающие, что на долгосрочных масштабах концентрация CO2 в течение последних 600 тысяч лет оставалась на постоянном уровне с точностью около 0,002%. При этом с механизмом влияния уровня углекислого газа на климат всё вроде бы ясно: главный парниковый газ усиливает парниковый эффект, который нагревает нашу планету, повышает температуру поверхности её материков и океанов, что, в свою очередь, изменяет течение многочисленных атмосферных процессов. Например, усиливает тропические штормы.
Однако какие процессы обеспечивают собственно обратную связь? Хотя в их существовании ученые не сомневаются, о самих механизмах её известно немного. Один из них описали тайваньские и британские учёные в статье, принятой к публикации в Nature Geoscience.
Учёные показали, как тропические штормы — по крайней мере в Юго-Восточной Азии, где самые сильные из них называют тайфунами, — устраняют углерод из его извечного круговорота в атмосфере.
И чем теплее на планете, тем сильнее штормы и тем больше углерода покидает цикл.
Углекислый газ, выброшенный в атмосферу в ходе вулканической активности и деятельности человека, поглощается биосферой. Большая часть его, примерно две трети, поглощается фитопланктоном мирового океана и, проходя по всей пищевой цепочке, оседает на дне морском. Углекислый газ же, поглощенный растениями на суше, имеет более длинный путь. Ученые обратили внимание на то, что перенос такого углерода в мировой океан, где он, оседая на дно, находит свое последнее пристанище, осуществляется главным образом за счет рек.
Здесь-то Роберт Хилтон из Кембриджского университета и нащупал ключевые и в общем нехитрые узлы механизма, приводящего движение силы природы, направленные на восстановление равновесия. Известно, что режим рек сильно зависит от климатических условий, контролирующих осадки, а климат, как мы уже убедились, определяется атмосферной концентрацией парниковых газов.
В принципе, взаимосвязь «углекислый газ — климатические условия — режим рек — вынос углерода в океан» достаточно очевидна, однако Хилтон и его коллеги оказались первыми, кому удалось продемонстрировать её экспериментально.
В качестве объекта исследования ученые выбрали реку Лиу, протекающую в одном из национальных парков на Тайване. Её бассейн, густо покрытый лесными массивами, имеет площадь почти 450 квадратных километров. Выбор был обусловлен тем, что более трети всего органически связанного углерода выносится в океан именно реками западной части тихоокеанского региона, берущими свое начало высоко в горах. Этот же регион регулярно страдает от сильных тропических циклонов, перерастающих в тайфуны и ураганы.
Исследования последних лет показали, что сила этих ураганов с увеличением температуры климата Земли будет неизбежно возрастать, а потому и влияние на растительность и транспорт почв будет меняться.
Чтобы оценить это влияние и его динамику количественно, Хилтон и его команда изучили количество частиц углерода органического происхождения, взвешенных в речных водах в обычное время и во время наводнений, вызванных тайфунами. При этом ученые старались оценить количество углерода, непосредственно вовлеченного в жизнь биосферы, так как воды Лиу содержат и частички каменного угля.
Отделить их вклад от вклада свежего углерода органического происхождения позволила радиоуглеродная датировка.
Таким образом учёные скорректировали данные тридцатилетних наблюдений за стоком реки, осуществлявшиеся сотрудниками станции Центрального бюро погодных наблюдений Тайваня. После этого ученые без труда смогли установить корреляцию между разливами реки и содержанием в её мутной воде частиц углерода, привнесенного растениями и почвами.
По оценкам ученых, от 80% до 90% всего углерода органического происхождения, уносимого Лиу в океан, выносится именно в сезон наводнений, вызванных тропическими штормами. И в каждом новом урагане можно теперь видеть не только угрозу населению, но и прекрасно работающий механизм контроля уровня углекислого газа в атмосфере.