Все мы слышали про глобальное потепление. Иногда реальность этого процесса ставят под сомнение, но все же повышение средней температуры воздуха в приземном слое на планете Земля – факт, чему подтверждением, в частности, стремительное таяние покровных ледников в Антарктиде и Гренландии и отступление льдов в Арктике. Увы, процесс потепления будет только ускоряться, причем за счет эффектов, вызванных этим самым потеплением. Например, таяние льдов снижает альбедо (отражающую способность) Земли, соответственно, она поглощает больше солнечной энергии, температура растет и льды тают еще быстрее. Публикаций на эту тему можно найти достаточно много, но вот о чем почти никогда не пишут, так это о тех последствиях, которые может повлечь оттаивание пород земной коры, находящихся в зоне так называемой вечной мерзлоты.
Вообще-то выражение «вечная мерзлота» не совсем верное, потому что вечного ничего не бывает. Правильнее говорить «многолетняя мерзлота», а если хочется блеснуть эрудицией, то можно употребить слово криолитозона. Невероятно, но факт: криолитозона занимает около четверти всей суши на планете и 64% территории России. Ее возникновение связано с неоднократными оледенениями, происходившими на протяжении последних 2 млн лет. Обширные пространства Северного полушария то промерзали, то снова оттаивали, пока 650 тысяч лет назад в очередной раз не замерзли, да так и не отошли, потому что последовала череда ледниковых периодов. В областях сплошной многолетней мерзлоты мощность мерзлых пород может достигать 1000-1500 метров. Но какой бы ни была глубина промерзания, всегда есть поверхностный слой грунта, который периодически оттаивает. Его называют сезонно-талым, или деятельным слоем. Его глубина может быть самой разной – от нескольких метров, до считанных сантиметров.
Такая структура (сезонно-талый слой на мерзлом основании) определяет уникальные свойства криолитозоны. Одно из них заключается в том, что кровля мерзлого слоя играет роль водоупора, из-за чего сезонно-талый слой грунта обычно переувлажнен. Вкупе с обилием органики и бескислородной средой это создает отличные условия для развития особых микроорганизмов – анаэробных архей, которые в процессе своей жизнедеятельности производят газ метан. Тот же процесс происходит и в обычных болотах, что делает их одним из крупнейших природных источников атмосферного метана. Так, годовая эмиссия метана заболоченными землями Арктики может достигать, по оценкам, 30·10^12 г /м^2.
Но далеко не весь метан, произведенный археями в деятельном слое криолитозоны, попадает в атмосферу. Исследование, проведенное в Северо-Восточной Сибири, показало, что значительные объемы этого парникового газа могут накапливаться при промерзании почвы и сохраняться в переходном слое (который оттаивает только в отдельные особо теплые годы) до тысяч лет. К примеру, содержание метана в нижней части сезонно-талого слоя составляет в среднем 1,4 см^3/кг, или в миллион раз больше, чем в атмосфере. Однако в переходном слое его концентрация может быть до десяти раз выше.
А теперь давайте представим, что на Земле вдруг резко потеплело (примерно как во времена голоценового оптимума), переходный слой криолитозоны повсеместно растаял и высвободил весь скопившийся там метан. Можно только гадать, к каким последствиям приведет выброс такого объема парникового газа. Он может вызвать каскадный эффект, аналогичный эффекту от таяния ледников, и существенно усугубить последний.
Как показывают математические модели, глобальные изменения климата станут одним из главных факторов, которые уже к середине текущего столетия приведут к тому, что человечество столкнется с небывалыми экологическими вызовами, которые даже могут привести к упадку цивилизации, что уже неоднократно случалось в мировой истории. А через сто лет, если тенденции не изменятся, само существование вида homo sapiens может оказаться под вопросом.