Реки выдыхают «тысячелетний» углекислый газ
Большие и малые реки вместе с ручьями находятся на втором месте, выдыхая около 2 PgC, то есть двух миллиардов тонн углекислого газа в год. Здесь тоже речь об отмершей органике, которая разлагается сама и которой питаются разные организмы. И это не только, грубо говоря, листья и ветки, которые падают с берегов в реки – очень много органических веществ собирается в почвенных водах, которые стекаются в реки. До сих пор считалось, что весь речной СО2 происходит из органических веществ, которые попали в воду относительно недавно. Однако, как выяснили сотрудники Бристольского университета вместе с коллегами из Оксфорда, Амстердамского свободного университета и других научных центров, большая часть высвобождаемого реками СО2 образуется из органических остатков возрастом в сотни и тысячи лет.
Исследователи анализировали образцы речной воды методом радиоуглеродного датирования – иными словами, они измеряли уровень радиоактивного изотопа 14C. Он постоянно образуется в атмосфере, и живые организмы, пока живут, постоянно его поглощают. Но после смерти приток 14C прекращается и его уровень постепенно падает, потому что изотоп распадается. По количеству 14C можно понять, в какое время образец органики был ещё живой биомассой. Такие измерения делали и раньше, и сейчас исследователи добавили к ним те, которые сделали сами; в итоге образовалась база радиоуглеродных данных примерно из 1200 образцах, собранных почти из 700 рек по всему миру. Во время измерений учитывалось и то, что с середины прошлого века начались испытания ядерного оружия, а это сказалось на уровне 14C в атмосфере.
В статье в Nature говорится, что углекислый газ, выдыхаемый реками, делится на три временные группы. Первая группа – самая «молодая»: этот СО2 образовался из органики возрастом порядка десятков лет. На его долю приходится 0,9 млрд тонн углекислого углерода из рек. Примерно 1,1 млрд тонн приходятся на СО2 из более старой органики возрастом в сотни и тысячи лет. Третья возрастная группа, самая маленькая, составляет 0,1 млрд тонн – это углекислый газ из осадочных пород возрастом около 55 тыс. лет и более. Тысячелетний речной СО2 замечали и раньше, но то были локальные измерения, и предполагалось, что его доля в целом не так велика. Теперь же, как видим, он превосходит количественно углекислый газ, образованный из относительно свежей биомассы. Больше всего «старого» СО2 (точнее, СО2 из старой биомассы) дают крупные реки, а также те, которые текут по засушливым ландшафтам, в горных ущельях, а также там, где есть старые осадочные породы, богатые карбонатными отложениями – такие реки либо активнее других питаются подземными водами, либо просто вымывают обильные углеродные соединения из земли, по которой им выпало течь.
Полученные результаты лишний раз демонстрируют, сколь долгий и сложный путь проделывает вода. Атмосферные осадки не обязательно сразу стекают в реки – вода уходит в почву, в водоносные горизонты, в трещины в породе, где может оставаться не то что десятки, а сотни и тысячи лет, прежде чем найдёт путь к реке. Может быть, какие-то события ускоряют это движение; может, какие-то из таких событий обусловлены человеческой деятельностью.
Что до самих рек, то выдыхаемый ими углекислый газ не обязательно делится у всех на три части в одинаковых пропорциях. Во-первых, как было сказано, разные реки текут по разным ландшафтам, нередко меняют русло и т. д. Во-вторых, в умеренных широтах реки то покрываются льдом, который потом тает, то принимают в себя много дождей, то потом дожди прекращаются и начинается, к примеру, летняя сушь. Подобные события должны влиять на то, какой углекислый газ, «старый» или «новый», в данный момент времени выдыхает конкретная река.