Океан и суша связывают с каждым годом больше углекислого газа

За счет сжигания ископаемого топлива в атмосферу Земли с 1959 по 2010 гг. было выброшено 290 млрд тонн углерода. Фотография Charlie Riedel, AP, с сайта www.usatoday.com

Анализ имеющихся данных по глобальному бюджету углерода в атмосфере, включающих сведения о выделение СО2 из антропогенных источников (сжигание ископаемого топлива, вырубка лесов), показал, что за последние 50 лет количество углерода, связываемого океаном и наземными экосистемами, возросло примерно в два раза.

Хозяйственная деятельность человека — прежде всего сжигание ископаемого топлива (угля, нефти, газа) и сведение лесов — приводит к тому, что в атмосферу ежегодно попадает огромное количество углекислого газа (CO2). Наблюдения, ведущиеся непрерывно с конца 1950‑х годов, показывают, что содержание CO2 в воздухе неуклонно растет. Поскольку объемы производства во всём мире более или менее известны, можно рассчитать, какое количество СО2 выбрасывается при этом в атмосферу. Согласно расчетам разных исследователей, примерно половина СО2, образовавшегося в ходе деятельности человека, остается в атмосфере, а половина поглощается водами океана и наземными экосистемами (в последнем случае почти исключительно за счет фотосинтеза растений).

Углерод, связанный на суше, находится в древесине и других тканях растений, а также в органическом веществе почвы. Наземное «депо» углерода не является долгосрочным. Обычно спустя несколько десятилетий углерод возвращается в атмосферу в составе углекислого газа, который выделяется при дыхании микроорганизмов, осуществляющих разложение органического вещества. В океане часть углерода, содержащегося в верхнем перемешиваемом слое в органической и минеральной форме, попадает в глубинные слои водной толщи, где может находиться столетиями и даже тысячелетиями. Это своего рода долговременное депо углерода.

В последнее время всё чаще встречаются утверждения, что ни океан, ни суша не могут накапливать еще большие количества углерода, что их «углеродная емкость» уже достигла предела. Если так, то доля углерода, остающегося в атмосфере, будет возрастать, а это чревато резким усилением парникового эффекта и возрастанием темпов глобального потепления. Но как обстояли дела в течение последних 50 лет, для которых у нас есть достаточно точные инструментальные оценки содержания СО2 в атмосфере? Увеличилось или уменьшилось связывание углерода океаном и сушей? Ответить на этот вопрос попробовали Эшли Балантин (A. P. Ballantyne) из Отдела геологии Колорадского университета в Боулдере (Department of Geology, University of Colorado, Боулдер, Колорадо, США) и его коллеги из того же и других научных учреждений США.



Наблюдаемый рост содержания СО2 в атмосфере за период с 1959 по 2010 гг. (голубая линия). Общее количество СО2 антропогенного происхождения, поступающее в атмосферу (красная линия). Увеличивающаяся разница между этими кривыми, отражающая растущее связывание СО2 океанами и наземными экосистемами всего Земного шара (показана зеленой стрелкой). Изображение из статьи Levin I. The balance of the carbon budget // Nature. 2012. V. 488. P. 35–36

Исследователи использовали, на самом деле, очень простой подход. Опираясь на материалы наблюдений нескольких станций, они оценили для каждого года изменения в содержании атмосферного СО2, а затем, вычитая из этих цифр данные об антропогенной (то есть связанной с деятельностью человека) эмиссии СО2, рассчитывали интенсивность связывания СО2 для каждого года. В оценке данных по антропогенной эмиссии содержится значительная неопределенность. Чтобы ее уменьшить, авторы опирались на три независимых источника оценки выделения СО2 в результате сжигания ископаемого топлива и три независимых источника оценки выделения СО2 в результате сведения лесов и другой деятельности по использованию земли (осушение болот, распашка целинных земель и т. п.).



Тенденции глобального бюджета углерода в период с 1959 по 2010 гг.
a — скорость годового прироста СО2 в атмосфере.
b — потоки углерода в атмосферу, вызванные сжиганием ископаемого топлива (красная линия) и сведением лесов и другими формами землепользования (коричневая линия).
c — годовое потребление углерода всеми наземными и океаническими экосистемами Земли: черная линия — средняя для года; серая линия — данные, сглаженные методом скользящей средней для 10 лет; пунктирная линия — тенденция. Обратите внимание, что поглощение растет в течение этого периода — шкала справа направлена сверху вниз. Широкие темные полосы — доверительные интервалы. Все цифры — в петаграммах (1015 г) углерода. Изображение из обсуждаемой статьи Ballantyne et al. в Nature

Выводы, сделанные в обсуждаемой работе, в некотором роде неожиданны. Оказалось, что с 1960 по 2010 гг. поглощение СО2 всеми экосистемами суши и поверхности океана всё время возрастало со средней скоростью 0,05 млрд тонн углерода в год. Общее связывание атмосферного углерода всей поверхностью земного шара (включая океан) за данный период увеличилось в два раза: с 2,4±0,8 до 5,0±0,9 млрд тонн углерода в год. Таким образом, нет оснований утверждать, что в последние десятилетия произошло снижение объемов поглощения СО2 океаном и сушей. Всего начиная с 1959 года в атмосферу в результате деятельности человека поступило около 350 млрд тонн углерода: примерно 60 млрд тонн за счет вырубки лесов и других форм использования земли и 290 млрд тонн за счет сжигания ископаемого топлива.

Чуть больше половины (55% ) этого огромного количества было поглощено океаном и наземными экосистемами. В заключение авторы подчеркивают необходимость получения гораздо более детальных оценок процессов потребления и выделения CO2 всеми экосистемами Земли — как наземными, так и океаническими. Только располагая такими данными, можно будет дать более или менее достоверный прогноз на будущее.

Источник