Примерно одна шестая часть суши на нашей планете считается регионами вечной мерзлоты, что означает, что почвы там оставались постоянно мерзлыми в течение как минимум двух лет подряд. Однако в большинстве этих регионов холод проникал в землю тысячелетия назад; в результате в самых крайних случаях вечная мерзлота продолжается до глубины 1.6 км.
Особенно в Арктике люди полагаются на вечную мерзлоту как на прочный фундамент для домов, дорог, трубопроводов и аэропортов. Тем не менее, после глобального потепления целостность этих структур подвергается все большей опасности, что приводит к огромным расходам. Кроме того, вечномерзлые почвы содержат огромное количество консервированных растений и животных. Если этот органический материал будет таять вместе с вечной мерзлотой, микроорганизмы начнут его разрушать – процесс, который может произвести достаточно выбросов углекислого газа и метана, чтобы потенциально повысить глобальную среднюю температуру еще на 0.13 до 0.27 градусов по Цельсию к 2100 году.
Новое сравнительное исследование, выпущенное GTN-P (Глобальная наземная сеть для вечной мерзлоты), впервые показывает степень, в которой вечная мерзлота во всем мире уже нагрелась. В целях исследования участвующие исследователи отслеживали и анализировали температуру почвы в скважинах в Арктике, Антарктике и различных высокогорных хребтах по всему миру в течение десяти лет. Данные были собраны на глубинах более 10 метров, чтобы исключить влияние сезонных колебаний температуры.
Полный набор данных включает 154 скважины, 123 из которых позволяют сделать выводы за целое десятилетие, а оставшаяся часть может быть использована для уточнения расчетов годового отклонения. Результаты показывают, что за десять лет с 2007 по 2016 год температура вечной мерзлоты повысилась на 71 из 123 точек измерения; в пяти скважинах уже таяла вечная мерзлота. Напротив, температура почвы упала на 12 скважинах, e.грамм. на отдельных участках в восточной части Канады, южной части Евразии и на Антарктическом полуострове; на 40 скважинах температура практически не изменилась.
В отдельных случаях температура поднималась до 1 градуса Цельсия
Исследователи наблюдали самое резкое потепление в Арктике: «Там, в регионах с более чем 90-процентным содержанием вечной мерзлоты, температура почвы повысилась в среднем на 0 °.30 градусов по Цельсию в течение десяти лет », – сообщает первый автор д-р Борис Бискаборн, член исследовательской группы« Полярные земные экологические системы »на Потсдамских объектах Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца. На северо-востоке и северо-западе Сибири повышение температуры на некоторых скважинах составило 0.90 градусов Цельсия или даже выше.
Для сравнения: температура воздуха в соответствующих регионах выросла в среднем на 0.61 градус Цельсия за тот же период.
Дальше на юг, в арктических регионах с менее чем 90% вечной мерзлоты, мерзлый грунт прогревается только на 0%.2 градуса Цельсия в среднем. «В этих регионах выпадает все больше и больше снега, который изолирует вечную мерзлоту двумя способами, следуя принципу иглу: зимой снег защищает почву от сильного холода, что в среднем оказывает согревающий эффект. Весной он отражает солнечный свет и защищает почву от чрезмерного воздействия тепла, по крайней мере, до тех пор, пока снег полностью не растает », – объясняет Бискаборн.
Значительное потепление наблюдается также в районах вечной мерзлоты высоких горных хребтов и в Антарктике. Температура вечномерзлых почв в Альпах, Гималаях и горных хребтах северных стран повысилась в среднем на 0 °.19 градусов по Цельсию. В неглубоких скважинах в Антарктике исследователи измерили подъем на 0 °.37 градусов.
«Все эти данные говорят нам о том, что вечная мерзлота нагревается не просто в локальном и региональном масштабе, но и во всем мире, причем практически такими же темпами, как и потепление климата, которое вызывает существенное потепление воздуха и увеличение толщины снега, особенно в Арктический.
Эти два фактора, в свою очередь, вызывают потепление некогда вечно мерзлого грунта », – говорит проф. Гвидо Гроссе, руководитель отдела исследования вечной мерзлоты Института Альфреда Вегенера в Потсдаме.
Мониторинг вечной мерзлоты требует институциональной основы
Эти откровенные выводы – награда за десятилетнее международное сотрудничество, в котором участвовали эксперты из 26 стран.
Большинство скважин, использованных в исследовании, были пробурены и оснащены измерительным оборудованием в течение Международного полярного года 2007/08, и дали первый «снимок» температуры вечной мерзлоты. С тех пор более 50 различных исследовательских групп проводили регулярное техническое обслуживание измерительных станций и ежегодно регистрировали свои показания. В виртуальной сети GTN-P результаты были впоследствии сопоставлены и стандартизированы, что обеспечило их взаимное сопоставление.
По словам проф. Hanne H. Кристиансен, соавтор исследования и президент Международной ассоциации вечной мерзлоты (IPA): «Мониторинг глобальной температуры вечной мерзлоты и сбор данных в свободно доступной базе данных GTN-P чрезвычайно важен – и не только для исследователей, преподавателей и коммуникаторов. , но для различных других пользователей."
«Температура вечной мерзлоты – одна из наиболее общепринятых климатических переменных. Это дает прямое представление о том, как мерзлый грунт реагирует на изменение климата », – объясняет исследователь. Эта информация особенно важна в тех регионах вечной мерзлоты, где почва уже стала теплее или начала оттаивать, что приводит к серьезным повреждениям, когда земля прогибается, дестабилизируя дороги и здания.
Соответственно, исследователи планируют продолжить наблюдение за скважинами.
В отличие от наблюдений за погодой, до сих пор не существует единой международной организации, которая, следуя по стопам Всемирной метеорологической организации (ВМО), успешно объединяет национальные интересы.
Такое учреждение было бы важным активом с точки зрения координации этих важных научных измерений и обеспечения продолжения использования участков мониторинга в будущем.
На сегодняшний день скважины для вечной мерзлоты и установленные в них датчики температуры обслуживаются отдельными исследовательскими группами в рамках различных небольших проектов.
Глобальная наземная сеть для вечной мерзлоты (GTN-P) предлагает веб-систему управления данными, которая была совместно разработана Институтом Альфреда Вегенера и исландским арктическим порталом и стала возможной при финансовой поддержке Европейского Союза.