Ученые красноярского Института леса им. В. Н. Сукачева давно и всесторонне занимаются темой глобального изменения климата, изучают реакцию на него северных экосистем, эмиссию парниковых газов, выявляют закономерности распределения запасов органического углерода в растительности и почвах. Недавно они выиграли грант Российского научного фонда на проведение фундаментальных исследований по теме «Отклик эмиссионных потоков метана из тундровых ландшафтов на увеличение количества осадков: полевые биполярные исследования в Арктике и Антарктике».
Наш корреспондент побеседовал с руководителем проекта, кандидатом биологических наук, старшим научным сотрудником Института леса им. В. Н. Сукачева Светланой ЕВГРАФОВОЙ.
Скептики и реалисты
– Светлана Юрьевна, проблема глобального потепления активно стала изучаться и обсуждаться в 70–80-х годах прошлого века. И до сих пор мнения на этот счет высказываются разные – и в обществе, и в научных кругах. Вплоть до полного отрицания самой проблемы: появилось даже такое понятие, как климатологический скептицизм. Вы в этой теме работаете лет 15. Скажите, что изменилось за это время во взглядах на глобальное потепление?
– Люди наконец поверили, что оно существует. (Улыбается.) А критики теории глобального потепления утверждают, что она основана на неправильных замерах температуры – якобы большинство мониторинговых метеостанций расположено в зоне крупных городов и средних широтах. Города растут, греют атмосферу, поэтому и выводы, что температура на планете повышается, ошибочны.
Да и американские спутники в 80-х годах прошлого века, по утверждению климатологических скептиков, измеряли температуру на поверхности Земли в точках, где она была выше, поэтому показали тренд глобального потепления на всем земном шаре. Выяснилось, что и время замера было выбрано неправильно – показатели снимались, когда Солнце находилось в таком положении, что сильней нагревало атмосферу Земли. Поэтому глобальное потепление, по мнению критиков, – это всего лишь результат погрешностей в измерениях.
Но потом ученые все перемеряли, стали учитывать данные с других метеостанций, более отдаленных, где нет городов.
Например, немцы в течение 100 лет наблюдали за температурой в Северном море на острове Гельголанд. Ими получены данные, что среднегодовая температура растет, в том числе и температура мирового океана. У спутников тоже выставили правильное время измерения. Словом, сегодня сторонники теории глобального потепления вооружены очень серьезными аргументами против тех, кто по-прежнему в нее «не верит».
А вообще я как ученый предпочитаю говорить не о глобальном потеплении, а о глобальных изменениях климата на планете: например, у нас теплеет Арктика и холодает Антарктида. И происходят эти изменения в том числе и «благодаря» человеку – антропогенный фактор играет здесь существенную роль: лесные пожары, происходящие по вине человека, сведение лесов и так далее. Еще мы замусориваем планету, всю ее экосистему. Пластик, загрязняющий мировой океан, промышленные шумы, световые эффекты городов, когда у птиц меняются ориентиры… Все это прямо или косвенно меняет нашу планету не в лучшую сторону.
– Существуют ли прогнозы, как будет меняться климат Земли в ближайшие годы или столетия?
– Сейчас все сценарии, связанные с изменением климата, рассчитываются до 2100 года согласно такому показателю, как Representative Concentration Pathway – RCP. По-русски – репрезентативный путь концентрации (РПК). Согласно РПК, существуют несколько путей, описывающих различные варианты будущего климата, – все они считаются возможными, каждый зависит от объема парниковых газов, который будет выброшен в ближайшие годы в течение XXI века. Перспективы включают диапазон значений радиационного воздействия парниковых газов.
Согласно первому, самому мягкому сценарию, RCP 1.9, глобальная средняя температура повысится не более чем на 1,5 градуса по сравнению с доиндустриальными уровнями. И самый экстремальный сценарий – RCP 8,5: выбросы продолжат расти в течение всего XXI века, концентрации углерода, метана, диоксида серы, водяного пара повысятся до максимально возможных значений, а средняя температура повысится на 3,7 градуса.
Много разных сценариев. Например, есть такой: потеплеет на Севере, вечная мерзлота начнет таять, а в ней захоронено очень много углерода, поскольку там раньше были пастбища, где гуляли мамонты и шерстистые носороги. В Заполярье начнут еще сильней опадать берега рек, а они состоят из песка, перемешанного с органикой, все это уйдет в Ледовитый океан. Такую картину мы уже наблюдаем в дельте Лены. Захороненная органика станет разлагаться, метан и другие парниковые газы начнут лететь в атмосферу… Но кто-то в научных кругах скептически относится к этой теории. Мол, микроорганизмы эту органику давно уже всю переработали. И то, что оттает, не будет так сильно разлагаться и выделять газы. Точек зрения здесь очень много.
Сейчас у Северного Ледовитого океана высокое альбедо – лед очень белый, тепловая энергия, которая приходит на него, отражается в атмосферу. Как только на лед попадает сажа, он темнеет и начинает быстрее таять.
Метаногены и метанотрофы
– Это же замкнутый круг какой-то? Чем больше мы загрязняем природу, тем сильней меняется климат?
– Да, это называется положительной обратной связью. Чем больше попало тепла на вечную мерзлоту, тем больше парниковых газов выделилось. Они поступают в атмосферу, создается парниковый эффект. Значит, еще больше теплоты попадет на землю…
А вы знаете, что океан вырабатывает гораздо больше кислорода, чем леса? И когда мы сжигаем топливо, выбрасываем метан, углекислый газ, фреон – все это влияет в первую очередь как раз на океан, который является огромной буферной системой. И когда наше с ним взаимодействие дойдет до какой-то критической точки, когда он не сможет поглощать, перерабатывать все наши выбросы, сценарий может быть самым катастрофическим.
Мы, ученые, должны понять: насколько быстро будут происходить изменения климата, так ли они критичны для экосистем, как предполагают эксперты? А для этого нужно исследовать как можно больше точек со сходными климатическими характеристиками – одни и те же ландшафты, тундровые, например.
Есть, конечно, свои особенности в каждой местности – большее или меньшее количество осадков, температура, наличие или отсутствие вечной мерзлоты, глубина ее залегания и так далее. Сейчас исследования климата находятся на такой стадии, когда нужно вычленить общие механизмы и исключить локальные моменты, чтобы была возможность экстраполировать результаты на любые территории. Но для этого нужно иметь как можно больше точек в разных частях планеты со схожими условиями, чтобы выборка была репрезентативной.
– Вы много лет работаете в экспедициях на Севере. Какие исследования там проводите, что можно сказать о результатах?
– Не только на Севере, но и на юге – в Антарктиде. По образованию я микробиолог. Занимаюсь экологией микроорганизмов. Тот самый метан, который высвобождается из захороненной органики, именно микроорганизмы и производят. И он играет бОльшую роль в глобальном потеплении, чем CO2.
Метаногены и метанотрофы – вот основной предмет моего изучения. Первые выделяют метан, вторые – потребляют. Мне интересен как раз баланс – пытаюсь понять: если сколько-то метана выделится, то сколько его потом поглотится этими самыми микроорганизмами? В криолитозоне, на мерзлоте. Вечная мерзлота – это то, что остается замерзшим от двух и более лет. Это может быть что угодно: вода, скалы, почвы, органика.
Изучая выбросы парниковых газов из тундровой органики, мы проводим многолетние полевые инкубационные эксперименты. Например такой: достаем в тундре образцы захороненной почвы голоценового периода, она находится на глубине примерно полтора метра, перемещаем ее на поверхность и наблюдаем, как она разлагается, уже шестой год идет этот эксперимент. Берем образцы на микробиологию, на органический состав, смотрим, как он поменялся. Наблюдаем, с какой скоростью выделяются парниковые газы – СО2 и СН4. Проводим исследования химического и молекулярного состава почвы и выделяемых газов с помощью хроматографов и газоанализаторов.
Это очень интересная работа, и таких точек у нас не одна – подобные эксперименты мы проводили в Центральной Эвенкии, в дельте реки Лены. В рамках проекта Российского научного фонда мои коллеги из Института леса сейчас работают на Диксоне. А в начале следующего года нас ждет самое интересное – будем сравнивать свои северные результаты с антарктическими. На самый южный континент поедем в январе-феврале, это будет антарктическое лето. Собираемся проводить там аналогичные эксперименты, будем отбирать и наблюдать такие же образцы, с которыми работаем на Севере.
А результаты… В двух словах о них не расскажешь, об этом мы с коллегами пишем подробные статьи для научных журналов. Но если коротко и упрощенно, то мы установили: разложение захороненной тундровой органики идет гораздо медленней, чем об этом было принято думать раньше. Мне удалось опровергнуть результаты своих же лабораторных экспериментов, которые показали, что с ростом температуры на два градуса выбросы парниковых газов увеличиваются вдвое. Но это, я подчеркиваю, только на лабораторных образцах. В природе же оказалось совсем по-другому – там на почву влияет не только температура, но и множество других факторов. Вот мы и пытаемся понять: как именно они влияют? Какие это факторы? Имитируем криотурбацию почвы – когда она вспучивается, перемешивается, оголяется мерзлота, осыпаются берега рек…
Наша работа – это еще один кирпичик в фундамент научных знаний о глобальном потеплении, экологии планеты и будущих сценариях жизни на ней.
Как Путин научную станцию построил
Дельта Лены, 2011 год. Светлана Евграфова рассказывает Владимиру Путину о своем научном эксперименте
Работа микробиолога Светланы Евграфовой – это не только постоянный научный поиск, кропотливый анализ данных и подготовка специальных статей. Есть еще и романтика экспедиционной жизни, и новые необычные впечатления, и встречи с интересными людьми.
Об этом она тоже рассказала в беседе с нашим корреспондентом.
– В течение 11 лет я езжу в экспедиции на заполярную научную станцию «Остров Самойловский», где мы работаем с российскими и иностранными коллегами. Расположена она в дельте Лены на острове, на территории Усть-Ленского заповедника. Условия там раньше были спартанские: пара старых домиков, но все в них не помещались, некоторые ученые жили в палатках. В 2010 году Самойловский в ходе визита в Якутию посетил Владимир Путин, он тогда был премьер-министром.
У нас в это время был обычный полевой сезон в рамках российско-германской экспедиции. Путин прилетел, ему показали ископаемые кости, бурение мерзлоты, коллеги рассказали о своих исследованиях, я продемонстрировала эксперимент по выделению парниковых газов, студентка из Германии рассказала про метаногенов и метанотрофов. Потом у нас был круглый стол, мы объяснили, чем занимаемся. Там работают ученые разных направлений.
Станция Самойловская до приезда Путина
Путин говорит:
– Все здесь у вас интересно, но живете, как бродяги. Ладно, построим вам новую станцию.
И через год все случилось как в сказке, быстро и неожиданно. Вечером ложимся спать, я сижу за хроматографом перед окном. Смотрю, к берегу причаливает огромная баржа, из нее высыпали сразу 90 строителей. На следующий день встаем в восемь утра и видим, что они за ночь уже сделали дорогу от баржи к месту стройки.
И тут же начали забивать сваи. Через два сезона станция была построена. Сверху она выглядит как трилистник: одно крыло жилое, другое – лабораторное, и третье – хозяйственно-бытовое, с кухней и столовой. Главное, что там теперь всегда есть горячая вода, можно принять душ.
Станция Самойловская после приезда Путина
Мы работаем в очень экологически чистых районах. Воздух в дельте Лены сильно отличается от того, которым мы дышим в Красноярске.
Но в Антарктиде еще лучше. Там настолько легко дышится… Антарктида вообще оставила незабываемые впечатления. Впервые прилетела туда в январе прошлого года. И сразу увидела пингвинов Адели. Они небольшие. Живут на берегу, это водная птица. Меня восхитило не то, как они ходят, а как плавают, выпрыгивают из воды, ныряют. Они не ручные, конечно, но людей не боятся. Птенцы у них тогда были уже подростками, меняли пух на перо. Очень смешные и забавные. Ходят по острову парами, с таким деловым видом, но куда идут и зачем – непонятно. Встанут на мостик и часами на нем стоят, смотрят в воду.
Жили и работали мы на российской станции «Беллинсгаузен». Это остров Кинг-Джордж, входные ворота в Антарктиду, рядом много других станций – несколько чилийских, уругвайская, корейская, китайская. Там такое интернациональное научное братство. Ходили друг к другу в гости официальными делегациями, угощали коллег национальными блюдами. Мы – тортом, русскими салатами, селедкой под шубой. Китайцы удивили нас… жареными медузами. Оказывается, это очень вкусно.
