Торфяные болота хранят секрет: неожиданное открытие в дренажных каналах меняет представление об углероде

Торфяные болота — настоящие сокровищницы углерода, но что происходит, когда их осушают? Оказывается, даже в созданных человеком дренажных каналах могут происходить удивительные процессы, способные снижать выбросы парниковых газов.

Ученые сделали неожиданное открытие: некоторые дренажные каналы, созданные для осушения болот, обладают способностью накапливать углерод в поровой воде донных отложений.

Это приводит к уменьшению выбросов парниковых газов в атмосферу. Более того, в каналах низинных торфяников, где вода насыщена ионами, создаются условия для образования карбонатов — соединений, которые связывают углерод и исключают его из биологического круговорота.

Эти результаты помогут более точно оценить влияние осушенных торфяников на климат и разработать эффективные стратегии их восстановления. Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликовано в журнале Geochemistry International.

Торфяники: баланс нарушен

Торфяные болота играют ключевую роль в глобальном углеродном цикле, несмотря на то, что занимают всего 3% площади суши. Они содержат огромные запасы углерода.

Однако осушение и добыча торфа нарушают природный баланс:

• Снижается уровень грунтовых вод.
• Ускоряется разложение торфа с выделением углекислого газа.
• Дренажные каналы становятся источниками метана.

Каналы, используемые для осушения, создают бескислородные условия в донных отложениях, благоприятные для метаногенеза — процесса образования метана. Особенно активно этот процесс протекает в теплый период, когда повышается температура и усиливается микробная активность.

Однако до сих пор особенности цикла углерода в дренажных каналах и масштабы его выноса в атмосферу в форме углекислого газа и метана изучены недостаточно, что затрудняет точную оценку влияния дренажных систем на климат и окружающую среду.

Исследование: как работают дренажные каналы?

Ученые из Института лесоведения РАН (Московская область) и Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН (Москва) исследовали сезонную динамику выбросов парниковых газов с поверхности дренажных каналов Тарманского болотного массива (Тюменская область).

Они также сопоставили ее с химическим составом воды. Авторы проанализировали современные данные о химическом составе воды в каналах, полученные в 2024 году, и сравнили их с архивными данными 1969-1971 годов, когда дренажная система только начала функционировать.

Оказалось, что за последние полвека заметно увеличилась доля хлоридов и натрия среди ионов, особенно в летние периоды. Это объясняется испарительным концентрированием — процессом, при котором ионы концентрируются в воде каналов из-за повышения летних температур и испарения воды.

Ключевые выводы:

• В летний период из воды дренажных каналов могут осаждаться карбонаты, связывая углерод и исключая его из биологического круговорота.
• В некоторых пересыхающих каналах метан и углекислый газ накапливаются в поровой воде донных отложений, но не поступают в атмосферу.

Низкие потоки парниковых газов с поверхности пересыхающего канала указывают на необходимость более глубокого изучения процессов, происходящих с растворенным углеродом.

Эти знания помогут разработать более эффективные меры по восстановлению осушенных торфяников и точнее оценить их влияние на климат.

Интересные факты о торфяных болотах:

• Торфяные болота являются домом для уникальных видов растений и животных, адаптированных к жизни в кислой и бедной питательными веществами среде.
• Торф используется в сельском хозяйстве для улучшения структуры почвы и удержания влаги.
• В торфяных болотах находят хорошо сохранившиеся тела древних людей, благодаря антисептическим свойствам торфа.