Ученые раскрыли, чем микробы из вечной мерзлоты угрожают климату

Ученые оживили микробов, которые пролежали в вечной мерзлоте Аляски около 40 тысяч лет, и выяснили, что после таяния они снова начинают активно выделять углекислый газ. Исследование, опубликованное в Journal of Geophysical Research, показало, что микроорганизмы «просыпаются» уже в течение нескольких месяцев после оттаивания и сразу начинают метаболическую активность.

Эксперименты проводила команда под руководством Тристана Керо из Калифорнийского технологического института. Ученые изучали, как микробы выживают в замерзших и бедных кислородом слоях почвы и как восстанавливают активность после нагревания. Согласно исследованию, северные почвы содержат вдвое больше органического углерода, чем сейчас в атмосфере, поэтому даже частичное «разблокирование» этого углерода может усилить парниковый эффект в теплые сезоны.

Вечная мерзлота покрывает около 85% Аляски. Большая часть замерзших слоев лежит глубоко, куда тысячелетиями не поступали кислород и свет, поэтому микробные сообщества здесь существенно отличаются от поверхностных. Ученые держали образцы кернов в бескислородных камерах при температуре 4–12 °C в течение шести месяцев. С помощью маркировки дейтерием они отслеживали образование новых клеточных мембран. Уже через первый месяц клетки демонстрировали медленную активацию, а к концу полугода сообщества переформатировались, теряли разнообразие и образовывали биопленки — явный признак того, что микробы полностью включились в работу.

Исследователи подчеркивают, что удлинение арктических сезонов и увеличение длительности теплого периода позволяют более глубоким слоям мерзлоты оттаивать достаточно долго, чтобы микробы прошли фазу пробуждения и перешли к полноценной активности. Вода и кислород проникают глубже, открывая доступ к древней органике, которую микроорганизмы превращают в CO₂ и метан.

Ученые предупреждают: чем дольше продлится лето на Аляске, тем больше риск запуска опасного климатического механизма. Чем глубже оттаивает мерзлота, тем больше углекислого газа и метана выделяется, что усиливает потепление Арктики.

Хотя эксперимент охватил только один тоннель и несколько кернов, он демонстрирует важный для климатических моделей принцип: не пиковые температуры, а длительность оттепели определяет, когда древние микробы переходят от дремоты к полной активности. Дальнейшие полевые исследования, которые будут измерять глубину оттаивания, газовые потоки и биомаркеры, могут значительно уточнить прогнозы изменений в Арктике и помочь планировать инфраструктуру в регионах с быстро теряющей стабильность мерзлотой.

Источник: earth.com