[1]
По мере повышения температуры северные торфяники могут выделять в атмосферу все больше ртути. К такому выводу пришли исследователи из Макалестерского колледжа, Университета Миннесоты и Лесной службы США, которые впервые в течение года измеряли газообразные выбросы ртути в условиях полномасштабного эксперимента по искусственному потеплению экосистемы. Эксперимент показал, что повышенная концентрация углекислого газа, например, на выбросы ртути практически не влияет.
Ртуть относится к наиболее опасным загрязнителям окружающей среды. Попадая в атмосферу, она может переноситься на большие расстояния, а затем вновь оседать на суше и в водоемах. Особенно опасна метилртуть – соединение, которое накапливается в рыбе и других организмах, постепенно продвигаясь по пищевой цепи и поражая нервную систему животных и человека. Северные торфяники, широко распространенные в Канаде, Скандинавии и России, служат одним из крупнейших природных хранилищ ртути, накопленной за последние столетия. Однако до сих пор оставалось неясно, начнут ли эти запасы высвобождаться по мере потепления климата.
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые использовали экспериментальную площадку SPRUCE в американском штате Миннесота. На ней расположены десять крупных открытых камер, где температуру воздуха и почвы искусственно поддерживают на уровне от 2,25 до 9 °C выше окружающей среды. В половине камер дополнительно повышали концентрацию CO₂ примерно до 900 ppm, имитируя условия, ожидаемые к концу XXI века. Газообразную ртуть измеряли с помощью пассивных пробоотборников, установленных примерно в метре над поверхностью болота. Затем, используя данные об обмене воздуха в камерах, исследователи рассчитали, сколько ртути выделял или, наоборот, поглощал каждый квадратный метр поверхности. Наблюдения продолжались с декабря 2020 по ноябрь 2021 года.
За время эксперимента температура воздуха в камерах изменялась от -4,6 до 30,4 °C, а потоки ртути – от поглощения около 4 до выбросов 21 нанограмма на квадратный метр в час. Анализ показал четкую зависимость между температурой и интенсивностью выбросов. В среднем повышение температуры воздуха на 1 °C приводило к росту потока ртути примерно на 0,6 нанограмма на квадратный метр в час в теплый период года и на 0,9 нанограмма зимой. Для почвы на глубине 10 см влияние оказалось еще сильнее: зимой каждый дополнительный градус увеличивал выбросы примерно на 2,3 нанограмма на квадратный метр в час.
При этом повышенное содержание углекислого газа не оказало статистически значимого влияния на выбросы. Ученые предполагают, что основной причиной может быть усиление активности почвенных микроорганизмов, которые при более высокой температуре быстрее превращают соединения ртути в летучую форму.
Неожиданным результатом стало и то, что зимой торфяники выделяли ртуть почти так же активно, как летом. Исследователи объясняют это тем, что в холодный сезон растения практически перестают поглощать газообразную ртуть, тогда как микроорганизмы продолжают работать даже при околонулевых температурах. Это означает, что зимнее потепление, которое в северных широтах происходит быстрее летнего, может оказать особенно сильное влияние на будущие выбросы ртути.
На следующем этапе исследователи планируют изучить роль микроорганизмов, растительности и водного режима болот в этих процессах. В конечном счете они надеются найти способы сохранить торфяники в таком состоянии, при котором ртуть будет оставаться связанной в почве, а не возвращаться в атмосферу.