Маленькие пруды — большой эффект: учёные нашли неожиданный двигатель глобального потепления

Высокогорные пруды в Андах, хоть и занимают крошечные площади, оказываются мощными источниками парниковых газов. Новое исследование, проведённое в Эквадоре, показало: именно такие малые водоёмы могут играть куда большую роль в изменении климата, чем предполагалось ранее.

Невидимые игроки климата

На первый взгляд, крохотные пруды, затерявшиеся среди ветреных лугов парамо, кажутся незначительными. Однако их вклад в атмосферу — ощутим. Археологи и экологи обнаружили, что некоторые из них выделяют больше углекислого газа и метана, чем крупные озёра, расположенные рядом.

Работой руководила доктор Керидвен Уитмор из Университета Северной Каролины.

"Наше исследование показывает, что даже самые маленькие водоёмы могут оказывать значительное влияние, выделяя больше углерода, чем более крупные водоёмы, расположенные всего в нескольких метрах от них. Эти результаты подчёркивают необходимость проведения дополнительных исследований, посвящённых малым водным системам", — сказала Уитмор.

Исследователи изучили 11 прудов и одно болотное угодье, анализируя концентрацию газов, температуру и химический состав воды. Оказалось, что именно мелкие и тёплые пруды в низинах являются активными источниками выбросов.

Где рождается углерод

Парамо — это высокогорные тропические луга, образовавшиеся под воздействием холода, влажности и ветра. Под поверхностью этих прудов скрыт торф — природная губка, в которой веками накапливался углерод. Когда вода нагревается, микробы активизируются и начинают разрушать органику, высвобождая углекислый газ и метан.

По данным исследования, на мелкие пруды приходится около 15 % глобальных выбросов углекислого газа и свыше 40 % метана, выделяемого всеми внутренними водоёмами планеты. Это делает их одними из ключевых участников углеродного цикла.

Для сравнения: по оценкам учёных, все внутренние воды Земли ежегодно выбрасывают в атмосферу около 2,1 миллиарда тонн углерода. Если не учитывать малые озёра, климатические модели будут занижать эти показатели.

Тепло и высота — два ключа к разгадке

Команда Уитмор выяснила, что уровень выделения газов зависит от температуры воды и высоты над уровнем моря. Чем теплее и ниже расположен водоём, тем интенсивнее из него выходят газы.

В высокогорных районах температура ниже, и процессы идут медленнее. Но стоит воде прогреться — и активность микроорганизмов резко возрастает. Этот эффект особенно заметен в прудах, где вода постоянно контактирует с насыщенной углеродом почвой.

Когда метан пузырится

Учёные обращают внимание на ещё один процесс — эбуллиацию, то есть выделение метана в виде пузырьков со дна. Этот механизм сложно фиксировать приборами, особенно во время ветра. Однако именно он может объяснить, почему данные о выбросах нередко занижены.

По результатам метаанализа, доля пузырькового метана может составлять от 0 до 99 % от общего потока — в зависимости от типа водоёма. Это означает, что даже небольшие пруды могут выделять огромные объёмы газа в короткие периоды затишья.

Сравнение: крупные озёра и мелкие пруды

Из таблицы видно, что не размер определяет значимость. Мелкие пруды действуют как "ускорители" углеродного обмена — их малый объём и высокая температура способствуют интенсивной микробной активности.

Как измеряют дыхание водоёмов

1. С поверхности и дна берут пробы воды и газов.

2. Замеряют температуру и содержание растворённого углерода.

3. Используют герметичные камеры, фиксирующие выделение газа.

4. Сравнивают данные по сезонам и высотам.

5. Сопоставляют результаты с климатическими моделями.

Этот подход помогает учёным определить, какие пруды — главные источники углерода.

Ошибка → Последствия → Альтернатива

• Ошибка: учитывать только крупные озёра в климатических моделях.
  Последствия: недооценка выбросов углекислого газа и метана.
  Альтернатива: включать в расчёты мелкие водоёмы и торфяники, особенно в тропических горах.

Такой пересмотр способен сделать климатические прогнозы точнее и помочь странам учитывать "скрытые" источники выбросов.

Почему это важно

"Эти регионы долгое время оставались слепыми зонами в глобальных климатических моделях. Выявив факторы, влияющие на выбросы углерода в этих отдалённых высокогорных экосистемах, мы заполняем серьёзный пробел в науке о глобальном климате", — сказал Риверос-Иреги.

Учёный уверен: включение данных по Андам в международные модели поможет уточнить прогнозы и выявить регионы с повышенным риском парникового эффекта.

А что если…

Если учесть, что в горных районах по всему миру тысячи подобных водоёмов, становится ясно, что их общий вклад может быть колоссальным. Каждый пруд — это небольшой "дыхательный клапан" Земли, через который углерод покидает почву и попадает в атмосферу.

Плюсы и минусы мелких водоёмов

Частые вопросы

Почему маленькие пруды выделяют больше углекислого газа?
Из-за их высокой температуры, малой глубины и тесной связи с почвой, богатой органикой.

Можно ли снизить выбросы с их участием?
Прямо — нет, но можно контролировать эрозию и температуру почв, чтобы уменьшить микробную активность.

Как это влияет на климатические модели?
Без учёта мелких водоёмов глобальные прогнозы недооценивают выбросы углерода примерно на 20-30 %.

Мифы и правда

Миф: только океаны и леса влияют на уровень углерода.
Правда: внутренние воды, включая маленькие пруды, играют ключевую роль в его балансе.

Миф: чем больше водоём, тем больше выбросов.
Правда: в реальности всё наоборот — мелкие и тёплые пруды активнее выделяют газы.

Миф: горные озёра незначительны для климата.
Правда: их совокупный эффект может быть сопоставим с выбросами крупных озёрных систем.

Три интересных факта

1. В Эквадоре на каждый квадратный километр горных лугов приходится до пяти мелких прудов.

2. Некоторые из них образуются после таяния ледников, сохраняясь лишь несколько десятилетий.

3. Пруды парамо содержат в торфе до 70 % углерода от всей массы почв региона.

Исторический контекст

Исследования горных водоёмов начались ещё в середине XX века, но только с появлением спутников и датчиков высокого разрешения учёные смогли оценить их роль в климате. Сегодня данные с Анд помогают заполнять пробелы в глобальной науке о парниковых газах.