В августе солнечный день, и я взлетаю на вертолете вместе с двумя учеными-землистами высоко над канадской дельтой реки Маккензи. Когда мы нарезаем несколько миль к северу ближе к Северному Ледовитому океану, я выглянул в окно, пытаясь разглядеть величественного маскокса, медведей-гризли или других животных, которые обитают среди растущих канадских лесов с колючими деревьями доктора Сеусса.
Харизматические млекопитающие, однако, не то, для чего мы здесь. Геохимик Джефф Уит и его техник Тревор Фурнье из Университета Аляски в Фэрбенксе ищут нечто более тонкое в удивительно пышном ландшафте внизу: «Пузыри», говорит Уит, указывая на одно из буквально тысяч озер под нами. «Это озеро, к которому мы идем».
Конечно, они могут быть не такими захватывающими, как гризли. Но эти пузырьки полны метана, и Пшеница и Фурнье находятся здесь как члены более широкого международного сотрудничества, пытающегося измерить количество этого мощного парникового газа, выбрасываемого из озер. Это четвертая поездка Пшеницы в регион с 2014 года, где он изучает следовые количества металлов в озерной воде и отложениях, которые могут предоставить информацию о накоплении метана. Для остальной части года, пара в основном работает вместе на глубоководных проектах.
Выяснить, сколько метана покидает озера, имеет решающее значение. Хотя метан менее распространен в атмосфере, чем углекислый газ, метан примерно в 30 раз мощнее улавливающего тепло газа, и, по данным НАСА, на него уже приходится примерно одна шестая часть недавнего потепления климата. Более того, ожидается, что с каждым повышением температуры Земли количество метана, попадающего в атмосферу из микроорганизмов в озерах и водно-болотных угодьях, будет увеличиваться, что усугубит общую проблему.
В канадской Арктике этот газ накапливается в озерах каждую зиму под толстой крышкой льда. Приходите весной, эта крышка тает, и метан улетает в воздух наверху. Умножьте этот эффект на удивительные 55 000 озер в этой массивной дельте - одном из крупнейших в Арктике - и вес парникового газа, выбрасываемого каждый год, может достигнуть 10 тераграмм.
Для справки, это вес более 1 миллиона слонов.
«Это было бы очень важной частью глобального потока метана в атмосферу, исходящего именно из этой одной дельты», - говорит Бет Оркатт, океанограф Лаборатории наук о океане Бигелоу в Восточном Бутбее, штат Мэн, и один из сотрудников Пшеницы.
Оркутт говорит «будет», потому что она и ее команда считают, что климатические модели могут серьезно недооценивать роль, которую метан в этой дельте играет в глобальном потеплении климата. В результате они видят в своей работе серьезную срочность. И все же, даже несмотря на ускорение потепления в этом регионе - с вздымающимися дорогами и местными жителями, пытающимися обезопасить свои здания на оттаивающей земле, - стало все труднее получить федеральное финансирование исследований климата.
Чтобы поддержать их проект, команда использует уникальный совместный подход, который включает американских и канадских исследователей в области геологии, микробиологии, лимнологии (изучение озер) и океанографии. Все эти исследователи тесно связаны с местными общинами на Северо-Западных территориях Канады. «Я думаю, что для глубоководного ученого необычно быть вовлеченным в арктические озера», - говорит Ланс Лесак, член команды и лимнолог из Университета Саймона Фрейзера в Британской Колумбии, имея в виду Оркатта и Уитта. «Но в партнерстве есть смысл отвечать на вопросы, на которые мы не смогли ответить иначе».
Объединение усилий таким образом использует средства, знания и опыт, добавляет Лесак. Фактически, многие исследователи говорят, что такое творческое сотрудничество может быть самым многообещающим способом продвижения вперед, так как климатологи борются за то, чтобы продолжать работать в одной из самых быстро меняющихся в мире сред. И это хорошо, потому что из-за сокращения федеральных фондов у этих исследователей и сообществ не может быть другого выбора, кроме как объединиться.
Тревор Фурнье собирает пробу воды в озере, с которым мы вертолетом во внешней дельте реки Маккензи. (Лора Поппик) ...
Когда мы летим в Инувик, отдаленный город с населением 3000 человек и базой команды, меня поражает жгучий запах лесного пожара, доносящийся издалека. Дневная жара достигает почти 80 градусов по Фаренгейту, которая не сильно охладится в 24-часовом солнечном свете, который характеризует арктическое лето. Но поговорите с местными жителями, и они говорят, что такие волны тепла стали более распространенными в последние годы.
Альберт Элиас, старейшина инувиалуит, или западно-канадский инуит, вырос на охоте на суше. Он говорит, что время охоты резко изменилось за всю его жизнь: весенняя охота на карибу начинается на месяц раньше, чем раньше, а осенняя подледная рыбалка начинается на месяц позже. Добраться до и из охотничьих угодий также стало более опасным.
«На берегу, в дельте и повсюду много эрозии. Это действительно плохо », - говорит Элиас.
Ученые, такие как Лесак, начинают общаться с не-учеными-аборигенами, такими как Элиас, которые живут в регионе круглый год, уже почувствовали воздействие потепления и обладают собственным глубоким знанием земли, которая поможет связать кусочки головоломки потепления все вместе.
Лесак занимается изучением озер в этом регионе каждый год с 1989 года. Размер этих озер варьируется от футбольного поля до половины теннисного корта и имеет изогнутые формы, напоминающие странные органы тела. Поразительно изрезанный ландшафт уникален для Арктики и создал биологическую точку доступа для тысяч гнездящихся перелетных морских птиц, карибу, арктического гольца и других животных.
Лесак обнаружил, что время разрушения льда на реке Макензи и окружающих озерах также стало более ранним с тех пор, как он начал изучать регион. Многочисленные озера образуются в результате так называемого замерзания льда на реке, которое происходит каждую весну. В этом процессе лед с более теплого юга на север распадается в том же направлении, в котором течет река, создавая плотину по мере накопления вниз по течению.
По словам Лесака, это приводит к тому, что волна льда постепенно разрушается и движется к Северному Ледовитому океану. «Когда это происходит, вода отступает за лед и уходит во все эти каналы», где она течет в озера, добавляет он.
Orcutt и Wheat объединились с Lesack для изучения этого региона в последние годы, привезя с собой инновационное, но простое устройство для отбора проб воды под названием OsmoSampler, которое они используют для своих несвязанных исследований в глубоководных районах. Это устройство, способное собирать непрерывные пробы воды в течение нескольких месяцев или лет без источника питания, состоит из катушки узкой трубки диаметром около 1 миллиметра, соединенной с так называемым осмотическим насосом. Насос, связанный с катушкой в пластиковом ящике для молока, содержит камеры для пресной и морской воды, разделенные мембраной.
Изобретенный исследователем Хансом Джаннашем из Научно-исследовательского института аквариума в Монтерее-Бэй в 1990-х годах, основным преимуществом OsmoSampler является его простота и возможность сбора непрерывных проб воды без питания. Каждый день пресная вода стекает вверх в камеру с морской водой посредством осмоса, пассивно вытягивая воду из окружающей среды через другой конец узкой трубки.
«В этих отдаленных районах кому-то было бы нецелесообразно выходить раз в неделю, чтобы выполнять такую работу», - говорит Оркутт. «Так что это преимущество того, что мы пытаемся сделать».
Озера в дельте реки Маккензи в совокупности занимают 50 процентов площади суши в дельте. (Лора Поппик) ...
В течение нескольких дней в августе я присоединился к команде по сбору и развертыванию этих пробоотборников на озерах вблизи Инувика и других в внешней дельте, доступ к которым возможен только на вертолете.
Развертывание приятно простое. Один из членов команды снимает показания GPS и измеряет глубину воды, чтобы они могли найти его спустя годы, и мы уже в пути. Получить OsmoSampler, развернутый в прошлом году, тоже довольно просто. Мы следуем за точкой GPS, где это должно быть, и ловим рыбу с металлическим прутом, пока не поражаем знакомое чувство молочного ящика. Когда все идет гладко, весь процесс занимает впечатляющие пять минут.
Но в то время как OsmoSamplers просты в развертывании и дешевы в сборке (материалы для одного стоят около 1000 долларов США), фактически доставить семплеры туда, где они должны быть, - это уже другая история. Аренда вертолета всего на один день может стоить 10000 долларов, говорит Уит. Команда также должна учитывать стоимость оборудования в Исследовательском институте Авроры (ARI) Инувика, их домашней базе, которая связана с Аврорским колледжем, где они арендуют лодки, лабораторные помещения и другие инструменты и средства безопасности, необходимые для преодоления препятствий, ожидаемых при работе в удаленная среда.
И мы определенно сталкивались с препятствиями. В мой первый день на боковом русле реки Маккензи с тремя членами команды мы наткнулись на бобровую плотину, охватывающую всю ширину канала шириной 10 футов. Построенная в основном под водой и без видимого бобра, конструкция состояла из толстых палочек с окружающих зубочисток деревьев, сложенных слишком высоко, чтобы мы могли пройти.
«О, бобры», - говорит Хэдли Макинтош, кандидат наук в области химии окружающей среды в Университете штата Мэриленд, который проходил этот маршрут раньше.
Предвидя это препятствие, команда подготовилась с ручной пилой.
«Я на нем», - говорит техник Уитр Тревор Фурнье, одетый в сундуки, когда он выпрыгивает из катера и маневрирует нами по затопленным бревнам, в то время как аспирант Лесака Митчелл Бергстрессер поднимает мотор.
Мы преодолеваем плотину, даже не нуждаясь в пиле Но потом мы обнаруживаем, что двигатель не заводится. Я смотрю лицом к лицу, пытаясь оценить серьезность ситуации с помощью языка тела. Все кажутся довольно спокойными; в конце концов, у нас (как-то) есть служба сотовой связи, и мы могли бы при необходимости обратиться за помощью. Но все, что я могу думать, это то, что мы плыли на лодке более часа вверх от Инувика и теперь были на расстоянии многих миль от любой цивилизации, на территории главного медведя гризли.
Остальная часть команды кажется равнодушной к этому инциденту. После часа поиска неисправностей и установки новой пары свечей зажигания мы едем вперед, Фурнье выпрыгивает и буксирует нас несколько раз по мелким участкам канала. Когда мы наконец добираемся до озера, к которому направляемся, Макинтош радостно указывает на воду рядом с лодкой.
«Пузыри», - говорит она с улыбкой.
По словам Макинтоша, пузырьки метана происходят из двух разных источников в этих озерах. Они могут вытекать из глубоких подземных бассейнов природного газа, пузырясь через трещины в земле, которые исторически были изолированы от атмосферы метрами мерзлого грунта. По мере оттаивания этой земли метан просачивается - явление, которое уже наблюдалось в этой дельте, а также на Аляске, Гренландии и других частях Арктики.
Само талое растение также становится источником метана, потому что оно может содержать органический материал, которым могут питаться микробы, а метан является побочным продуктом микробов, потребляющих пищу. Макинтош сравнивает этот процесс с микробами, которые едят оттаявший гамбургер. «Гамбургер легче съесть, чем кубик льда», - говорит она. «Так как гамбургеры размораживаются, есть потенциал для производства большего количества метана».
Митчелл Бергстрессер ведет нас по боковому руслу реки Маккензи, где деревья падают в реку. (Лора Поппик) ...
В Западной Канаде и на Аляске слово «вечная мерзлота» быстро становится неправильным. В этом регионе все больше тает вечная мерзлота - одно из самых быстрых потеплений в Арктике. Зимние температуры поднялись на 3–4 градуса Цельсия за последние 50 лет, и, согласно отчету Программы арктического мониторинга и оценки, с 1980-х годов вечная мерзлота подкралась к северу, а с 1980-х годов увеличилась примерно на 2 градуса Цельсия.
Это не только бросает вызов жизни людей и диких животных, которые здесь живут, но и серьезно способствует потеплению, вызывающему оттаивание в глобальном масштабе. К сожалению, все более драматические изменения были встречены не с большим, а с меньшим федеральным финансированием науки о климате, объясняет Пшеница, когда мы плывем вокруг озера, на котором мы вертолетом несколько дней спустя.
В этом году предлагаемый федеральный бюджет сокращает финансирование EPA на 31 процент, что будет иметь эффект домино на другие источники финансирования, говорит Уит. «Когда EPA получает удар, первое, что действительно получает удар, это все финансирование университета», - говорит Уит. Поскольку финансирование университетов от одного агентства уменьшается, заявки на гранты заполняют другие агентства, такие как Национальный научный фонд, которые затем становятся более конкурентоспособными.
Чтобы гарантировать, что их работа в дельте реки Маккензи будет продолжаться, Уит планирует все чаще обращаться за финансированием к частным фондам, а не к федеральному правительству, включая фонды WM Keck, Gordon и Betty Moore. Но он беспокоится, что нехватка государственного финансирования нанесет ущерб следующему поколению ученых, которые могут не получить навыки, полученные, выходя в поле, которое приходит не из классной комнаты, а «фактически что-то делает в поле». он говорит.
Я гляжу нас против ветра, когда Пшеница вылавливает OsmoSampler, развернутый прошлым летом. «Это огромная близорукость системы образования», - говорит он, качая головой.
Тревор Фурнье (справа) и аспиранты Митчелл Бергстрессер (слева) и Хэдли Макинтош (в центре) работают вместе, чтобы вытащить OsmoSampler из озера, в котором он сидел в течение года. (Лора Поппик) ...
По словам Стива Кокеля, исследователя вечной мерзлоты Геологической службы Северо-Западных территорий, такие широкие виды сотрудничества имеют решающее значение для решения растущих проблем, связанных с изменением климата для людей, живущих на севере. «У нас есть серьезные проблемы», - говорит Кокель. «Я хочу, чтобы другие талантливые и богатые люди думали о проблемах, важных для севера».
Но Кокель также предупреждает, что сейчас, как никогда ранее, это исследование должно быть связано с общинами, живущими на севере, которые нуждаются в корректировке своего образа жизни, поскольку клей, удерживающий их ландшафт, разрушается.
«Если все проводимые исследования направлены на то, чтобы изучать глобальные модели климата или смотреть на вещи, которые носят глобальный характер, вы создаете разрыв между тем, что представляет собой исследование на местном уровне, и тем, как оно на самом деле влияет на вас», - говорит Кокельдж., «Последнее, что мы хотим, это увековечить это разобщение между наукой и общественностью».
В Inuvik Lesack и коллеги работают с местными сообществами несколькими способами, чтобы убедиться, что их работа остается актуальной. С самого начала они должны получить разрешение от племенного совета гвичинов - еще одной видной группы в Инувике в дополнение к инувиалуиту - для проведения исследований на своей земле. Команда также провела лекции в сообществе, чтобы объяснить свои выводы, и наняла местных летних студентов для участия в полевых и лабораторных работах.
Элиас, старейшина инувиалуитов, в течение многих лет работал полевым помощником, предоставляя услуги по безопасности и руководству ученым в регионе, и говорит, что родные отношения с учеными особенно важны сейчас, так как все на севере приспосабливаются к быстрым переменам. «Это должны быть ученые и мы, работающие вместе», - говорит он. «Это должен быть каждый».
Несмотря на это, некоторые люди из гвичинов изначально воспринимают ученых-климатологов с опасением, по словам Роберта Чарли, директора Службы гвичинов в племенном совете гвиков. Он говорит, что туземцы говорили об изменении климата на протяжении десятилетий, и удивляется, почему ученые продолжают изучать то, что, как они уже знают, происходит.
Тем не менее, он приветствует некоторые аспекты исследования, в том числе возможности, которые он предоставляет молодым аборигенам, чтобы выйти на землю в качестве полевых помощников. «У некоторых молодых людей больше нет возможности выходить на сушу, так что это хорошая возможность прикоснуться к некоторым местам, где их предки могли проводить время», - объясняет Чарли.
И наоборот, сами ученые говорят, что им выгодно работать с этими молодыми людьми, которые несут любопытство, энергию и свой собственный опыт жизни на севере.
«Это может быть двусторонняя связь», - говорит Лесак. Он добавляет, что он использовал источники традиционных знаний от местных старейшин для получения информации, связанной с изменениями ледового покрова на реке, которую он иначе не мог бы знать. Он надеется и впредь расширять свою работу с местными жителями, потенциально создав с ними долгосрочную программу мониторинга окружающей среды. «Это может позволить нам решать вопросы, которые в противном случае мы не смогли бы решить».
Когда я сижу со старшим Элиасом в его машине и смотрю на грязное поле в Инувике, он повторяет важность совместной работы для решения проблем Арктики. «Сначала было трудно принять это, мы думали, что этого никогда не произойдет», - говорит Элиас, говоря об изменении климата. «Но это правда».
Теперь, как никогда, ученые и местные жители должны работать вместе для решения этих проблем.
«Мне кажется, мы должны работать рука об руку», - говорит он. «Мы должны работать вместе, потому что перемены наступают постоянно».
