Спустя почти 40 лет самый продолжительный в мире эксперимент по нагреванию почвы дал неожиданные результаты. То, что когда-то считалось долгосрочным «стабильным» накоплением углерода в лесных почвах, оказалось гораздо менее устойчивым. По мере повышения температуры даже эти трудноразлагаемые запасы углерода могут разрушаться и выделять CO2 в атмосферу.

«Микроорганизмы — важнейшие компоненты почвенных экосистем, поскольку они расщепляют органические вещества и перерабатывают элементы, необходимые для роста растений, — объясняет Джерри Мелилло, выдающийся ученый из Морской биологической лаборатории, который за свою карьеру внес значительный вклад в изучение проблемы изменения климата. — Потепление меняет эти микробные сообщества, что может ускорить потерю углерода почвами».

Долгосрочный эксперимент в Гарвардском лесу

В глубине Гарвардского леса в центральной части штата Массачусетс исследователи уже 37 лет проводят эксперимент по контролируемому нагреву почвы. Электрические кабели, проложенные под землей, поддерживают температуру почвы на 5 °C (9 °F) выше естественной в любое время года, от морозных зим до влажного лета.

Когда исследование только началось в конце 1980-х годов, такое повышение температуры соответствовало верхней границе климатических прогнозов того времени. Сегодня это уже не кажется чем-то из ряда вон выходящим. Со времен промышленной революции глобальная температура уже повысилась примерно на 1,1–1,4 °C, и дальнейшее потепление во многом будет зависеть от того, насколько быстро удастся сократить выбросы парниковых газов.

«Если мы резко сократим выбросы CO2 от сжигания ископаемого топлива или остановим вырубку лесов, прогнозируемый рост температуры будет меньше», — говорит Мелилло.

Скрытые изменения под землей

В почве содержится больше углерода, чем в атмосфере и во всех растениях мира вместе взятых, что делает ее важнейшим элементом климатической системы. Ученые долгое время считали, что часть этого углерода фактически не высвобождается на протяжении веков. Новые данные ставят это предположение под сомнение.

После десятилетий глобального потепления исследователи заметили, что эти, казалось бы, устойчивые формы почвенного органического вещества начинают разлагаться. Этот процесс не происходит мгновенно. Он протекает медленно, что подчеркивает важность долгосрочных экспериментов, которые позволяют отслеживать изменения, происходящие на протяжении десятилетий, а не лет.

Обратная связь с глобальными последствиями

По мере разложения этих материалов в атмосферу выделяется дополнительное количество CO2.

Этот процесс может усилить обратную связь в климатической системе Земли: повышение температуры приводит к большему выделению углерода из почвы, что, в свою очередь, способствует дальнейшему потеплению. Учет этих результатов в климатических моделях может улучшить прогнозы будущих изменений климата.