28.05.2014 | Наука

В древних почвах обнаружены большие запасы углерода

Почвы, сформировавшиеся на поверхности Земли много тысяч лет тому назад, которые в настоящее время стали глубоко похороненными особенностями исчезнувших ландшафтов, чрезвычайно богаты углеродом.

Благодаря этому открытию исследователи могут иначе взглянуть на углеродный цикл нашей планеты.

Исследование имеет важное значение, так как позволяет предположить, что глубокие слои почвы могут содержать обширные запасы органического углерода, который, вероятно, может высвобождаться через эрозию, сельскохозяйственную обработку, вырубку лесов, добычу полезных ископаемых и другие виды деятельности человека, способствуя тем самым глобальным изменениям климата.

"Огромные запасы углерода таятся в глубинах, там, где никто не может измерить его количество, – говорит Эрика Марин-Спиотта (Erika Marin-Spiotta) из университета Висконсина-Мэдисона. – Предполагалось, что в более глубоких почвах содержание углерода ничтожно мало. Большинство исследований фокусировалось на 30-сантиметровом верхнем слое почвы. Наше исследование показывает, что учёные грубо недооценивали содержание углерода в почвах".

Почвы, изучаемая Марин-Спиоттой и её коллегами, известны как почвы Брэди (Brady soil). Они сформировалась примерно 13,5-15 тысяч лет назад на территории нынешней Небраски, Канзаса и прочих областей Великих равнин. Располагаются они на глубине порядка 6,5 метров и погребены по обширным слоем осадочных горных пород, известных как лёсс, сформировавшимся примерно 10 тысяч лет назад, когда ледники, покрывающие большую часть Северной Америки, начали отступать.

Территория, где образовались почвы Брэди, не была покрыта ледниками, однакоподверглась радикальным изменениям. Отступающие ледники Северного полушария стали причиной климатического сдвига, он в свою очередь привёл к изменению растительности региона и регулярным лесным пожарам, которые способствовали поглощению углерода. Он был быстро заключён в почву в процессе формирования лёсса.

"Большая часть углерода в почвах Брэди −это следствие пожаров или сажа, – отмечает Марин-Спиотта. – Создаётся впечатление, что количество пожаров в то время было невероятным".

Команда исследователей также обнаружила органические вещества из древних растений, которые, благодаря толстому слою лёсса, не полностью разложились. Стремительное погребение помогло изолировать почву от биологических процессов, которые обычно разрушают такой углерод в почве.

Такие погребённые почвы не являются уникальными для Великих равнин и существуют во всем мире. Исследование предполагает, что органический углерод, захороненный таким лбразом в почвах, довольно широко распространён, а люди часто беспокоят места таких захоронений различными способами. Это может спровоцировать высвобождение углерода, который был на протяжении тысяч лет заперт в почвах пустынных и полупустынных районов, что в итоге приведёт к изменениям климата.

Углерод проникает в окружающую среду различными путями, через воду, атмосферу и землю. Он может высвобождаться в атмосферу в процессе микробного разложения.

Почва, изучаемая этой группой учёных, имеет толщину не более одного метра и находится намного ниже современного поверхностного слоя. Почвы Брэди являются своего рода капсулой, содержащей данные об окружающей среде того времени, подвергшейся существенным изменения из-за перемены климата.

"Мир становился теплее в те времена, – говорят исследователи. – Отступили ледники и степные травы стали покрывать большие участки древних ландшафтов, сигнализируя нам о том, что температура стала возрастать".

Образовавшиеся после этого лёссовые отложения могут достигать в толщину 50 метров в некоторых районах Среднего Запада США и Китая и покрывать большие площади в сотни квадратных километров.

Подробности исследования были опубликованы в журнале Nature Geoscience.

ВестиRu