Исследования не подтвердили гипотезу катастрофических выбросов в биосферу ртути из тающей мерзлоты

На протяжении шести лет специалисты Арктического и антарктического научно-исследовательского института совместно с коллегами из Института озероведения РАН СПБ ФИЦ РАН, Института полярных и морских исследований Альфреда Вегенера и Технического университета Дрездена проводили исследования содержания ртути и органического углерода в мерзлых четвертичных отложениях на арктическом архипелаге Шпицберген. В результате, ученые не нашли подтверждения популярной в научных кругах теории о накоплении ртути в современных экосистемах в зоне распространения многолетней мерзлоты, связанном с промышленными выбросами и потеплением климата.

Cогласно общепринятому в науке мнению, деградация мерзлых толщ, происходящая на фоне потепления климата, может приводить к поступлению в биосферу климатически и биологически активных веществ. Разложение органики при участии микроорганизмов должно приводить к ее минерализации с выделением парниковых газов - CO2 и СН4, что усиливает потепление климата на планете. Одновременно оттаивание мерзлых пород несет риск поступления в биосферу значительных количеств одного из наиболее токсичных металлов – ртути, образующей соединения с органическим веществом в почвах зоны вечной мерзлоты. 

Результаты исследований показали, что концентрация ртути в мерзлых четвертичных отложениях варьирует от 21 до 94 нг/г, среднее значение – 40 нг/г. Важно отметить, что ртуть в мерзлые четвертичные отложения поступала во время осадконакопления путем образования комплексов с органическим веществом или была адсорбирована на глинистых частицах. 

В контексте продолжающейся дискуссии о поступлении ртути в экосистемы из мерзлоты, полученные по скважинам результаты могут рассматриваться в качестве доиндустриальных фоновых значений, то есть значений характерных для природной среды до появления антропогенных выбросов. 

«Сравнительный анализ показал, что доиндустриальные морские мерзлые отложения в районе Баренцбурга содержат больше ртути, чем современные донные грунты большинства фьордов Шпицбергена, включая Грен-фьорд, на котором располагается Баренцбург. В современных почвах Шпицбергена ртути также несколько меньше, чем в исследованных мерзлых отложениях возрастом 5-20 тысяч лет. А значит, концентрация ртути в современных экосистемах Шпицбергена вполне укладывается в природную норму, существовавшую до того, как человек начал активно менять среду обитания», - рассказал Никита Демидов, научный сотрудник Арктического и антарктического научно-исследовательского института.

Ученые также скептически относятся к теории о том, что деградация мерзлоты может привести к критическому повышению концентрации ртути в почвах и донных осадках.

«Такой сценарий крайне маловероятен. Дело в том, что исследования на Шпицбергене показали, что ртути в мерзлых отложениях хоть и больше, чем в современных донных осадках и почвах, но это превышение составляет не порядки, а первые десятки процентов. При таких концентрациях лишь единовременный выброс законсервированной в мерзлоте ртути способен оказать катастрофическое влияние на биосферу. Очевидно, что оттаивание мерзлоты – это растянутый во времени процесс, который при этом не приводит к мобилизации сразу всей оттаявшей толщи и содержащейся в ней органики с ртутью. Немаловажно также отметить, что расшифровка палеоклиматического сигнала по кернам, полученным на Шпицбергене, показывает, что за последние 10 тысяч лет были эпохи, когда, как минимум в этом районе Арктики, температура была выше современной. А значит, земная экосистема вполне способна справиться с потеплением и деградацией мерзлоты и, в том числе, с поступлением ртути», - отмечает Алина Гузева, научный сотрудник Института озероведения РАН СПБ ФИЦ РАН

Проведенные исследования 157 образцов из 15 скважин, позволившие определить доиндустриальные фоновые концентрации ртути и сравнить их с современным содержанием этого токсиканта в почвах и морских осадках, являются продолжением комплексного изучения мерзлоты архипелага в районе российского поселка Баренцбург.