Внутренние водные пути мира движутся не только по воде; они играют ключевую роль в глобальном углеродном цикле, поглощая углерод из земли и выбрасывая его в атмосферу в виде углекислого газа. Но больше ли парниковых газов вносят реки или озера? Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, обнаруживает, что в совокупности реки и ручьи выделяют примерно в пять раз больше углекислого газа, чем все озера и водохранилища в мире, хотя последние покрывают гораздо большую поверхность Земли.
Выяснение того, сколько углекислого газа эти водоемы вносят в круговорот углерода, является сложной задачей. Ученые должны определить глобальную площадь поверхности мировых озер, ручьев, рек и других водоемов. Затем они должны выяснить, сколько двуокиси углерода содержится в этих телах и как быстро этот углерод переносится из воды в атмосферу, фактор, называемый скоростью переноса газа. Неопределенности и отсутствие данных во всех трех областях затрудняют усилия по точному определению того, сколько углерода выделяют внутренние воды.
Чтобы получить более точные оценки, команда во главе с биогеохимиком Питером Рэймондом из Йельской школы лесных и экологических исследований должна была создать более подробные наборы данных для всех трех параметров. Они пересмотрели перепись озер и водохранилищ и использовали данные из разных источников, таких как космические челноки и наблюдатели за реками США, для определения протяженности глобальных водных путей. Внутренние воды, как правило, перенасыщены углекислым газом, но сколько углерода в них содержится, зависит от типа. Скорости газопереноса были определены в более ранних экспериментах; Такие факторы, как турбулентность и размер озера, сыграли роль в том, как быстро углекислый газ прошел через систему.
Исследователи подсчитали, что на все внутренние воды планеты приходится около 2, 1 гигатонны углерода в атмосферу каждый год. Реки и ручьи, которые покрывают приблизительно 241 000 квадратных миль (624 000 квадратных километров) Земли, выпускают приблизительно 1, 8 гигатонны углерода каждый год. Еще 0, 32 гигатонны поступают из озер и водохранилищ, которые составляют 1 200 000 квадратных миль (3 000 000 квадратных километров). Исследователи отмечают, что эти оценки были примерно в два раза выше, чем любые ранее сделанные. Тем не менее, результаты соответствуют детальным исследованиям, проведенным в таких местах, как Амазонка и умеренные регионы. Чтобы представить все это в перспективе, ожидается, что в 2013 году люди внесут в атмосферу около 36 гигатонн углерода.
«Понимание относительной важности этих источников имеет решающее значение для глобального углеродного бюджета», пишут исследователи. «Поток 1, 8 для ручьев и рек велик, учитывая их небольшую площадь, что усиливает концепцию, согласно которой ручьи и реки являются горячими точками для обмена». В дополнение к тому, чтобы дать исследователям лучшую общую картину, исследование выделяет места, которые являются основными источниками Углекислый газ выделяется через реки, такие как Юго-Восточная Азия, Амазонка, Европа и Юго-Восточная Аляска.
Однако в этих расчетах все еще есть неопределенности. Исследователи оставили мировые водно-болотные угодья, потому что с их растительностью они функционируют совсем не так, как открытые водоемы - купол водно-болотного угодья может изменить движение углекислого газа в атмосферу. Также существует потребность в еще более качественных данных, чем доступно в настоящее время. «Поскольку тропические регионы серьезно недопредставлены в глобальных наборах данных, необходимо срочно провести дополнительные исследования концентрации углерода в прогнозируемых областях горячих точек в тропиках», - пишет в своем докладе биогеохимик из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе Бернхард Верли. сопровождающая статья News & Views.
Кроме того, отмечает Верли, люди сотни лет изменяли водные пути - запирали их, осушали, направляли. Некоторые из этих сооружений, такие как выбросы турбин, связанные с плотинами, наряду с природными объектами, такими как водопады, могут быть местами с высоким выбросом газа. Другие, такие как искусственные каналы и осушенные водно-болотные угодья, создали такие измененные системы, которые действуют совершенно иначе, чем природные системы, на которых основаны модели углеродных бюджетов.
Эти неопределенности, однако, дают много пищи для размышлений. Способствуют ли определенные методы ведения сельского хозяйства переносу углерода в реки, которые затем выбрасываются в атмосферу в виде диоксида углерода? Насколько неестественное изменение наших водных путей способствует количеству углекислого газа, выделяемого реками? Ответы на эти вопросы помогут ученым понять, в какой степени человеческое поведение увеличивает уровни выбросов парниковых газов, что даст нам более полную картину причин изменения климата, вызванного деятельностью человека, и где усилия по сокращению выбросов углерода могут оказать наибольшее влияние.
