Землетрясения действуют как конденсатор для наземного органического углерода

Как землетрясения формируют углеродную «копилку» планеты

Землетрясения обычно воспринимают как внезапные катастрофы, разрушающие здания и вызывающие оползни. Это исследование показывает, что они также тихо перестраивают углеродный баланс Земли. Срывая леса и почвы с крутых склонов, сильные землетрясения способны либо запереть, либо высвободить углерод, который в иных условиях способствовал бы потеплению планеты. Понимание этой скрытой роли землетрясений помогает увидеть, насколько плотнее связаны твердая Земля, климат и жизнь, чем мы могли предполагать.

Горы, оползни и скрытый углерод

Леса и почвы в горных поясах аккумулируют большие запасы органического углерода, накопленного из опавших листьев, корней и древесины. Когда в таком районе происходит сильное землетрясение, тысячи оползней могут сорвать этот живой покров и лежащие под ним почвы. Вэньчуаньское землетрясение 2008 года в Китае, одно из крупнейших недавних континентальных событий, вызвало обширные срывы склонов, переместившие несколько кубических километров пород и грунта. Авторы рассматривают это событие как естественный эксперимент, чтобы выяснить: в итоге горы стали источником углерода или его хранилищем?

Измерение углерода до и после удара

Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи картировали и отбирали пробы в 123 точках в хребте Лунмэньшань, включая свежие отложения оползней и соседние нетронутые склоны. Они объединили полевые измерения почв и растительности, лабораторные анализы, спутниковые снимки и модели машинного обучения, чтобы восстановить, сколько органического углерода было до землетрясения, сколько было сорвано и сколько вернулось после. До толчка крутые влажные склоны региона содержали обильный углерод — в среднем около 136 метрических тонн на гектар, с наибольшими запасами вдоль фронта хребта, где оползни позже нанесли наибольший урон.

Оползни как временные хранилища углерода

Оползни Вэньчуаньтаэрра эродировали примерно 5,5 миллионов тонн органического углерода из почв склонов и растительности. Можно было бы предположить, что большая часть этого быстро стечет по рекам к морю или разложится и вернется в атмосферу в виде диоксида углерода. Вместо этого команда обнаружила, что лишь около 12–43% этого углерода покинуло склоны в течение первого десятилетия, в основном за счет потоков обломков и речного транспорта. Остальная часть — примерно от 3,1 до 4,8 миллиона тонн — осталась захваченной в толстых отложениях оползней, застрявших на склонах и в горных долинах, где она защищена от быстрого выноса.

Быстрое зарастание, медленное пополнение углерода

Спутниковые данные и полевые участки показывают, что растительность быстро восстановилась на шрамах и отложениях. Примерно за десять лет рост растений на нарушенных участках восстановился до около 80–90% прежней жизнеспособности. В рыхлом материале укоренились новые деревья и кустарники, часто других видов, чем до землетрясения. Тем не менее суммарный запас углерода в этих восстанавливающихся зонах по-прежнему значительно ниже довоенного уровня, потому что восстановление глубоких, богатых углеродом почв требует гораздо больше времени, чем отрастание листьев и стволов. К 2020 году поверхности оползней вернули примерно 2,2 миллиона тонн органического углерода в почвах и биомассе, сохраняя при этом большие объемы погребенного материала с 2008 года.

Землетрясения как гигантские углеродные конденсаторы

Собрав все эти фрагменты воедино, авторы описывают ландшафт как действующий подобно гигантскому углеродному «конденсатору». Землетрясение быстро «заряжает» этот конденсатор, погребая органику в отложениях оползней, а затем он постепенно «разряжается» на протяжении веков или тысячелетий через медленную эрозию и разложение. В случае Вэньчуаня чистый эффект таков: запас органического углерода в горном поясе фактически увеличился примерно на 10% в годы после события. Их моделирование показывает, что растительность восстановит прежний уровень углерода примерно за два столетия, погребенный материал — за около столетия, а почвы — только после почти двух тысячелетий, то есть на временных шкалах, сопоставимых с рецидивом крупных землетрясений в регионе.

Что это значит для климата и тектоники

Для неспециалиста главный вывод в том, что крупные землетрясения делают больше, чем вызывают кратковременное разрушение: они также меняют места и сроки хранения углерода на поверхности Земли. В изрезанных, подверженных землетрясениям хребтах, таких как в Китае, Новой Зеландии и на Тайване, повторяющиеся оползни в долгосрочной перспективе могут привести к чистому приросту органического углерода, хранящегося в горных почвах и осадках. Это означает, что тектоническая активность может косвенно способствовать удалению углерода из атмосферы на столетия, добавляя новую деталь в пазл того, как недра Земли и климатическая система взаимосвязаны.

Цитирование: Liu, J., Fan, X., Hales, T. et al. Earthquakes act as a capacitor for terrestrial organic carbon. Nat Commun 17, 1627 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68341-3

Ключевые слова: оползни при землетрясениях, углеродный цикл гор, органический углерод почв, Вэньчуаньское землетрясение, накопление углерода