Пермафростът като източник и уловител на парникови газове
Полярните и субполярни пространства са измежду най-уязвимите територии в изискванията на климатични промени. Причината е, че в следствие от стоплянето на атмосферата се усилва скоростта на размразяване на ледниците и снежните маси. Това води и до внезапно редуциране на териториите с безконечна заледеност (т. нар. пермафрост) и паралелно с това до освобождение на парникови газове (метан, въглероден диоксид и азотен диоксид) от почвите и подпочвените ледове, което форсира стоплянето на климата. Затова проучването на пермафроста има значимо значение за прогнозирането и моделирането на климатичните промени.
Зоната на безконечна заледеност (т.нар. пермафрост) обгръща регионите, в които температурата на почвата и/или неспоените наслаги (напр. пясъци, глини) се задържа стабилно под 0 °C в продължение на най-малко две поредни години. При подобаващи климатични условия, повърхностният пласт (т.нар. деен слой) сезонно покачва температурата си и се придвижва върху долулежащите пластове, с което се изяснява образуването на комплекс от форми на земната повърхнина с присъщи контури и разнообразни размери. Често в подповърхностните хоризонти се разкриват и ледени формирания, които могат да нарастват или да редуцират размера си.
Понастоящем зоната на безконечната заледеност обгръща към 27% от земната повърхнина (Altshuler et al., 2017) като пермафростът е най-добре развъртян в северните райони на Европа, Азия и Северна Америка (фиг. 1), също по този начин и във високите планини на северното и южното полукълбо (напр. Алпи, Анди и Хималаи). Във високите планини на България съществуват условия за сезонно заледяване на повърхностния почвен пласт като в Пирин това се реализира при над 2200 м надморска височина (Kenderova et a., 2015).
В резултат от повишението на световните температури през последните десетилетия зоната на безконечна заледеност понижава площта си в районен и световен проект (Turetsky et al., 2019, 2020; Miller et al., 2018). Мащабният план на Европейската галактическа организация (The European Space Agency – ESA), озаглавен Permafrost CCI, разкрива внезапното редуциране на пермафроста в Северното полукълбо (фиг. 1). Получените данни са резултат от разбори на серии от поредни сателитни изображения, посредством които може да се пресметна температурата на земната повърхнина и да се следи развиването на дейния пласт (Trofaier et al., 2017). Анализът на получените резултати демонстрира недвусмислено, че южната граница на разпространяване на пермафроста мигрира на север с всяка минала година (фиг. 1). Това от своя страна води до освобождение на огромни количества и парникови газове в атмосферата.
Успоредно с отделянето на CO 2 при топенето на безконечната заледеност се отделят и обилни количества метан (CH 4 ) и азотен диоксид (NO 2 ), които способстват за усилването на на световно равнище. Според разнообразни изследвания метанът оказва към 20-25 пъти по-силно влияние като парников газ по отношение на CO 2 (Altshuler et al., 2017; Miller et al., 2018). Следователно излъчвания равняващи се на 1 гигатон метан в атмосферата ще я затоплят по този начин както 20 гигатона въглероден диоксид.
Въпреки това като главен източник на метан се явяват езерата и блатата, а почвите в зоната на безконечна заледеност се преглеждат като уловител на парникови газове. Това се изяснява с топенето на подпочвените ледове, което се свързва с образуването на отрицателни форми (т.нар, термокарстови езера), към които се ориентира както повърхностният, по този начин и подземният отток. Образуваните влажни зони са доста небогати на О2 (anoxic waters), което предопределя развиването на бактерии, отделящи метан (т. нар. метаногенни бактерии).
В резюме може да се заключи, че зоната на безконечната заледеност е измежду най-засегнатите от климатичните промени пространства на планетата. Наличните данни демонстрират увеличение на световните излъчвания на парниковите газове в резултат на ясно изразената наклонност към понижаване на площите с многогодишна и сезонна заледеност. Освен това с деградацията (т.е. с разтопяването) на пермафроста се свързват редица проблеми свързани с действието на газо- и нефтопроводи, ж.п. мрежата и основите на постройките. Сателитни данни и информация от теренни измервания способстват за проучването и моделирането на бъдещите промени в зоната на безконечната заледеност, което стои в основата на прогнозирането на бъдещите климатични промени. Поради всичко това пермафростът може да се схване и като знак за резултата от настъпващите промени на климата на Земята.
Автор: Петко Божков / Климатека
В обявата са употребявани материали от:
1. Altshuler, I., Goordial, J. & Whyte, L. (2017). Microbial Life in Permafrost. Published in Psychrophiles: From Biodiversity to Biotechnology – Springer International Publishing AG 2017. p. 153-179.
2. Kenderova, R., Rachev, G., Baltakova, A., Nikolova, N. & Krenchev, D. (2015). Variations in Soil Surface Temperature in the Pirin High Mountain Area and Their Relation with Slope Processes Activity – Comptes rendus de l’Acade’mie bulgare des Sciences, Vol 68, No8, pp.1027-1034
3. Miller, S. M., M. A. Taylor, and J. D. Watts (2018). Understanding high-latitude methane in a warming climate, Eos, 99, 13 March 2018
4. Trofaier, A. M., Westermann, S., Bartsch, A. (2017). Progress in space-borne studies of permafrost for climate science: Towards a multi-ECV approach – Remote Sensing of Environment, Vol. 203, 55-70.
Turetsky, M. R., Abbott, B.W., Jones, M.C. et al. (2020) Carbon release through abrupt permafrost thaw – Nature Geoscience 13, 138–143.
