ПОЛЯРНАЯ ВЕТВЬ УГЛЕРОДНОГО ЦИКЛА.
Институт океанологии им. РАН, E - mail: *****@***ru
Полярная биосфера значительно резче реагирует на изменение климата, чем умеренные или тропические широты. Соединения углерода (газовые, твердые, органические и неорганические) являются индикаторами климатических, океанологических, литолого-геохимических процессов и играют ключевую роль в оценках потоков и баланса веществ в системе атмосфера–арктические моря–окружающая суша. Проводимые по Программе Президиума системные многодисциплинарные исследования цикла углерода позволили уточнить и дать новые оценки главных параметров полярной биосферы, включая биопродукционные характеристики и тенденции их изменения, потоки углерода из атмосферы и с суши, роль речных, эоловых, термоабразионных потоков углеродистых соединений, их групповой, молекулярный, изотопный составы. В результате удалось построить балансовые модели цикла углерода для ряда арктических морей России. Работа по Программе в течение трех лет (2006–2008 гг.), дополненная совместными работами с иностранными коллегами, позволила получить первые оценки круговорота углерода для всего Северного Ледовитого океана.
Комплекс работ базировался на анализе спутниковых и натурных наблюдений, полученных с малых судов, ледоколов по трассе Северного Морского пути, в районе Северного Полюса при погружении ГОА Мир, а также в прибрежных экспедициях. Среди результатов, полученных по Программе Президиума РАН, следует отметить несколько основных.
Получены новые оценки ключевых параметров круговорота углерода в Северном Ледовитом океане и их изменений. Годовая продукция фитопланктона в арктических морях России (рис.1) оценена в 163 · 106 т С/год, общая с учетом ледовых водорослей, макро - и микрофитобентоса – 194 · 106 т С/год, тренды потоков (1998–2007 гг.) органического углерода на дно, способствующие уменьшению парниковых газов в атмосфере, во всех арктических морях положительные (1.7÷ 18%/год).
Построены численные региональные модели цикла углерода, разработана методология работ в полярном регионе. Поток органического углерода на дно в арктических морях России (рис.2), учитывая его автохтонные (90) и аллохтонные (8.8) поступления в моря, составляет 99·106 т С/год. Захоронение органического углерода в АМР оценено в 10·106 т С/год, что эквивалентно всей пелагической части Мирового океана. Установлено, что средний коэффициент фоссилизации Сорг в АМР (5.1%) значительно превышает его величину для Мирового океана (0.035%), в том числе в его приконтинентальной части (0.8–1.3%).
Получены новые данные по мобилизации крупных масс древнего ОВ, законсервированного в мерзлоте, и эмиссии СО2 и СН4 в атмосферу.
Практический выход работы выражается в использовании разработанных геохимических и органо-химических индикаторов для прогноза изменения среды и климата в полярном регионе. Результаты работ опубликованы в 14 статьях и 2 монографиях, доложены на секции Отделения наук о Земле, на международных симпозиумах, школах и конференциях.
Рис.1 Годовая первичная продукция арктических морей, мг С/м2 в день.
Рис.2 Потоки органического углерода на дно, мг С/м2 в день
