Ученые: «Бактерии существенно повлияют на глобальное потепление»

В почве хранится практически в три раза больше углерода, чем в атмосфере. При этом до 50% суммарных запасов углерода сосредоточенно в почвах и льдах Арктики. Согласно данным ученых, при таянии мерзлоты, захороненная в ее толще органика станет доступной для бактерий, которые приступят к ее разложению – естественным продуктом этого станет углекислый газ, который в больших количествах начнет поступать в атмосферу. Как известно, СО2 является парниковым газом и назван одной из причин глобального изменения климата.

«Можно сказать, что в случае потепления и увеличения доступа кислорода в нижние горизонты мерзлотных почв, система переключится из одного режима функционирования в другой. От пассивного накопления органического углерода и преобладания внутренних микробных циклов — к традиционной цепочке последовательных микробных преобразований органического вещества и интенсивного выделения углекислоты в атмосферу», — пояснила один из участников исследования, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института леса им. В.Н. Сукачева Красноярского научного центра СО РАН Ольга Шибистова.

Научное сообщество в большинстве своем считает, что на потепление влияют антропогенные выбросы СО2 в атмосферу – как следствие сжигания топлива для производства энергии (автомобили, ТЭЦ, etc.). Такого мнения придерживается, к примеру, Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), однако это не единственная точка зрения на данный вопрос.

Сибирские ученые подвергли сомнению мнение МГЭИК о том, что антропогенный фактор является основополагающим в вопросе глобального потепления. Согласно предположению МГЭИК, в ответ на антропогенное воздействие должен происходить непрерывный рост температуры – а раз количество выбросов растет экспоненциально, то и потепление должно быть все более явным и идти в четком восходящем тренде.

Научные сотрудники Института биофизики СО РАН при поддержке коллег из Института вычислительного моделирования СО РАН в Красноярске подошли к вопросу с другой стороны. В качестве инструмента своего исследования, проведенного в 2015 году, красноярские биофизики взяли недавно предложенный подход к анализу пространственно-временной динамики глобальной температуры, а именно разложение пространственно-временных данных на сумму произведений пространственных эмпирических ортагональных функций и временных зависимостей главных компонент.

Если говорить проще, сибирские ученые построили ступенчатую функцию динамики изменения температуры и наткнулись на интересную особенность. При непрерывном росте выбросов антропогенных газов, температура росла не непрерывно. С 1950 по 2015 год в словно непрерывном росте глобальной температуры четко прослеживались три «паузы» – функция, которая, по мнению МГЭИК, должна выглядеть как экспонента, на самом деле выглядит как лестница с тремя довольно длинными ступенями: с 1950 по 1987 год, с 1987 по 1997 год и с 1998 по 2015 год.

Не стоит думать, что МГЭИК не заметили эти паузы. Просто они признали их случайными, однако для красноярских ученых три «случайные паузы» выглядят совершенно неслучайными. Ученые пришли к выводу, что МГЭИК упустила из виду некий скрытый термостибилизирующий фактор, приводящий к таким квазистационарным состояниям. Биофизики пришли к выводу, что термостабилизирующий механизм характеризуется несколькими стационарными состояниями, те в свою очередь являются обычными для систем с нелинейными обратными связями, а в системе биосфера-климат более чем достаточно таких связей. Это говорит о том, что учитывать в качестве основополагающего фактора для роста глобальной температуры только лишь влияние человека некорректно.

Климатическая система слишком сложна для того, чтобы банально и линейно реагировать на прямое воздействие. Например, когда на определенном участке суши повышается влажность, то это приводит к снижению альбедо – отражательной способности поверхности. Как следствие, повышается температура, что провоцирует бурный рост растительности и дальнейшее снижение альбедо. Это линейная зависимость.

Однако, с ростом испарения увеличивается количество облаков, что приводит к повышению альбедо, снижению температуры, и уменьшению растительности, приводя систему в исходный вид. Это говорит о комплексной системе взаимодействий и сложных корреляциях.

Поэтому антропогенные выбросы СО2 в атмосферу хоть и не являются «полезными» для климата, но не являются критическим фактором – это лишь капля в море целого ряда причин, влияющих на изменения климата: солнечная активность, смещение тектонических плит, естественные выбросы парниковых газов в атмосферу.

Не исключено, что система терморегуляции Земли справится и с огромным количеством СО2, которое может вырваться в атмосферу при таянии арктических льдов.

На основании статьи «Новый взгляд на динамику климата Земли». Авторы  С.И. Барцев, П.В. Белолипецкий, А.Г. Дегерменджи, Ю.Д. Иванова, А.А. Почекутов, М.Ю. Салтыков.

Фото на обложке: Global Warming wallpaper