Ogromne koncentracje starego rozpuszczonego węgla organicznego z odmarzania Yedomy w jeziorach Syberii

Ukryty węgiel w odmarzających arktycznych jeziorach

W miarę ocieplania się Arktyki zaczyna odmarzać pradawna gleba zamrożona przez dziesiątki tysięcy lat. Na Syberii ta zmarzlina — nazywana wieczną zmarzliną — przechowuje ogromne ilości starego węgla organicznego. Gdy zamarznięty grunt osiada i tworzy jeziora, naukowcy obawiają się, że długo składowany węgiel może zostać szybko przekształcony w gazy cieplarniane i uwolniony do atmosfery. W tym badaniu szczegółowo przeanalizowano jeziora w centralnej Jakucji, we wschodniej Syberii, aby ustalić, ile starego węgla faktycznie się uwalnia, w jakiej postaci występuje w wodzie i jaka jego część trafia do dwutlenku węgla lub metanu.

Różne typy jezior arktycznych

Zespół badawczy skupił się na sieci małych jezior w dorzeczu potoku Syrdakh, regionie podłożonym przez bogatą w lód zmarzlinę typu „Yedoma”, która powstała podczas ostatniego zlodowacenia. Zbadali cztery główne typy jezior. Niedawne jeziora termokarstowe to młode oczka wodne, które powstały od lat 50. XX wieku w miejscach gwałtownego zapadania się gruntu wskutek topnienia lodu. Starsze „jeziora alas” zajmują szerokie, płytkie niecki utworzone przez odmarzanie zmarzliny tysiące lat temu. Niektóre z tych niecek są obecnie połączone ze strumieniami i rzekami, inne są izolowane. Czwartą kategorię stanowią jeziora alas zmodyfikowane przez termokarst — to stare niecki, których brzegi ponownie zaczęły odmarzać, a świeże osuwiska błotnej, bogatej w lód gleby zsuwają się do wody. Zespół pobrał także próbki wody spływającej bezpośrednio z aktywnego osuwiska, by uchwycić sygnaturę świeżo odmarzającego węgla z zmarzliny.

Ogromne ładunki rozpuszczonego węgla

We wszystkich typach jezior i porach roku większość węgla organicznego w wodzie występowała w postaci rozpuszczonej, a nie w cząstkach. W wielu jeziorach stężenia rozpuszczonego węgla organicznego były wyjątkowo wysokie — jedne z najwyższych zgłaszanych dla jezior arktycznych — zwłaszcza w młodych jeziorach termokarstowych i w alasach aktualnie zakłóconych przez nowe odmarzanie brzegów. Dzięki pomiarom radiowęglowym badacze mogli odróżnić starożytne węgle pochodzące ze zmarzliny od niedawno powstałej materii organicznej. Stwierdzili, że nawet do trzech czwartych rozpuszczonego węgla w młodych jeziorach termokarstowych i w alasach zmodyfikowanych termokarstowo pochodziło ze starej zmarzliny, mając wiek sięgający kilku tysięcy lat. W przeciwieństwie do tego jeziora alas połączone z systemami rzecznymi oraz niezakłócone alasowe były zdominowane przez współczesny, niedawno związywany węgiel.

Stary węgiel się kumuluje, nowy zasila gazy

Aby zrozumieć, co dzieje się z tym rozpuszczonym węglem, zespół zmierzył wiek węgla obecnego w pęcherzykach dwutlenku węgla i metanu uwalnianych z osadów dennych. Odkryli, że chociaż stary węgiel ze zmarzliny przyczynia się do części emisji dwutlenku węgla, większość metanu — i znaczna część pozostałego dwutlenku węgla — powstaje z świeżej materii organicznej wytwarzanej w samych jeziorach, takiej jak glony i roślinność wodna. Pęcherzyki metanu były zazwyczaj „współczesne” w sensie radiowęglowym, co oznacza, że powstały z węgla, który trafił do systemu dopiero kilkadziesiąt lub co najwyżej kilkaset lat temu. Tymczasem duży zasób starożytnego rozpuszczonego węgla organicznego po prostu gromadzi się w wodzie zamiast być całkowicie rozłożonym.

Dlaczego niektóre jeziora wypuszczają stary węgiel, a inne nie

Badanie pokazuje też, że historia jeziora i powiązania wodne silnie kontrolują, jak przemieszcza się stary węgiel. Izolowane, niedawne jeziora termokarstowe oraz alasowe zmodyfikowane termokarstowo otrzymują duże dopływy starego rozpuszczonego węgla z odmarzających brzegów i zapadającego się dna jeziora. Ponieważ te jeziora są płytkie, często odcięte od rzek i doświadczają intensywnego parowania latem, substancje rozpuszczone ulegają koncentracji i nie są łatwo wypłukiwane. Połączone alasowe, które wymieniają wodę ze strumieniami, zachowują się bardziej jak rzeki: są głównie zasilane współczesnym węglem z roślinności powierzchniowej, mają niższe stężenia rozpuszczonego węgla i eksportują niewiele pradawnego węgla ze zmarzliny.

Co to oznacza dla sprzężeń zwrotnych klimatu

Dla osób niezwiązanych bezpośrednio ze specjalistycznymi badaniami klimatu kluczowe przesłanie jest takie, że odmarzanie zmarzliny Yedoma rzeczywiście uwalnia bardzo stary węgiel do syberyjskich jezior, ale znaczna jego część pozostaje rozpuszczona w wodzie zamiast natychmiast przekształcić się w gazy cieplarniane. Emisje dwutlenku węgla z niedawnych jezior termokarstowych zawierają komponent pochodzący ze starego węgla i tym samym wzmacniają ogrzewanie, podczas gdy emisje metanu wydają się być napędzane głównie przez nowy wzrost roślin, a nie przez węgiel z epoki lodowcowej. Powstawanie tych jezior nadal ma duże znaczenie dla klimatu, ponieważ zastępują zalesione tereny, które kiedyś magazynowały węgiel, i przekształcają je w obszary wilgotne, które go uwalniają. Wraz z ociepleniem i większymi opadami dalsze odmarzanie, tworzenie jezior i zmiany w ścieżkach wodnych na Arktyce mogą stopniowo przenosić jeszcze więcej pradawnego węgla z gruntu do powietrza.

Cytowanie: Ollivier, S., Séjourné, A., Hatté, C. et al. Massive concentrations of old dissolved organic carbon from Yedoma thaw in lakes in Siberia. Commun Earth Environ 7, 200 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03229-0

Słowa kluczowe: odmarzanie wiecznej zmarzliny, jeziora termokarstowe, rozpuszczony węgiel organiczny, arktyczne gazy cieplarniane, Yedoma Syberia