Более высокие, но более изменчивые годовые выбросы CO2 из озёр в более сухих арктических ландшафтах

Почему арктические озёра важны для климата

Арктика нагревается быстрее, чем остальная часть планеты, и её почвы содержат огромные запасы замороженного углерода. Большая часть этого углерода в конечном счёте проходит через озёра, прежде чем попасть в атмосферу. В этом исследовании задают на вид простой, но содержательный вопрос: выделяют ли озёра в более влажных арктических регионах больше углекислого газа (CO2), чем озёра в более сухих районах, или верно обратное? Объединив данные более чем с 200 озёр по Аляске, Канаде, Гренландии, Сибири и Скандинавии, авторы показывают, что одни из самых сильных и наименее предсказуемых выбросов CO2 на самом деле происходят в более сухих арктических ландшафтах, что ставит под сомнение давние представления о том, как вода и углерод перемещаются на крайнем Севере.

Где расположены озёра и насколько влажные районы

Исследователи начали с сопоставления карт озёр Арктики с простым климатическим показателем: водный баланс летом, определяемый как осадки за вычетом испаряемости. Регионы, где потери воды превышают поступления, были обозначены как «сухие», а с избытком — как «влажные». Удивительно, но почти 60% северной зоны многолетней мерзлоты попадает в категорию сухих территорий, и в этих сухих районах сосредоточено примерно в 2,7 раза больше озёр, чем в более влажных регионах. Используя долгосрочные климатические записи и высокоточные карты рельефа, команда также охарактеризовала окрестности каждого озера — насколько крутые или плоские склоны, сколько углерода содержится в почвах и присутствуют ли болота.

Больше CO2 из сухих мест и существенно меньшая предсказуемость

Вопреки идее о том, что в более влажных регионах с большим стоком в озёра поступает больше углерода и, следовательно, образуется больше CO2, данные показывают противоположную картину. Более 80% всех озёр выступали чистыми источниками CO2 в атмосферу, но озёра в сухих регионах в среднем выбрасывали больше CO2 и при этом демонстрировали значительно большую вариабельность от озера к озеру. Как минимальные, так и максимальные годовые потоки CO2 во всём наборе данных пришлись на эти сухие озёра. Когда выбросы нормировали по площади водосбора каждого озера, сухие регионы вновь выделялись — их значения были более чем на порядок выше, чем в влажных регионах. Это указывает на то, что в сухих ландшафтах озёра действуют как концентрированные «горячие точки», где углерод трансформируется и выбрасывается, а не просто переносится дальше.

Как пути воды формируют судьбу углерода

Чтобы объяснить этот контраст, авторы сосредотачиваются на способах движения воды. В более влажных, часто более гористых районах обильные осадки и крутые склоны создают прочные связи между почвами, ручьями и озёрами. Углерод, смываемый с земли, обычно быстро уносится по малым рекам с относительно короткими задержками в озёрах. В таком «трубоподобном» сценарии вода не задерживается долго, поэтому озёра экспортируют большую часть поступающего углерода вниз по течению, а не выделяют его на месте. В сухих, более ровных областях, напротив, ручьи редки или эпизодичны, и у многих озёр мало или вовсе нет поверхностного стока. Вода, попавшая в такие озёра, может оставаться долго, что позволяет органическому веществу накапливаться, медленно разлагаться в воде и отложениях и в течение длительного времени выделять CO2. Такое «реакторное» поведение помогает объяснить и более высокие средние выбросы, и заметную изменчивость между отдельными озёрами.

Болота и скрытые запасы углерода

Болота добавляют ещё один нюанс. Примерно 40% озёр в исследовании имели болота в своих водосборах, которые действуют как губки как для воды, так и для органического вещества. В более влажных регионах озёра, стекающие с болот, действительно выделяли больше CO2, чем озёра без болот, но только примерно в два раза больше. В сухих регионах наличие болот было связано с восьмикратным ростом выбросов. Плоские, низинные торфяники в таких местах, как Русская равнина, могут запасать огромные объёмы воды и углерода; при подходящих условиях они подтекают углеродосодержащей водой в связанные озёра, подпитывая высокий выброс CO2. В масштабах Арктики в водосборах сухих районов также склонны встречаться более толстые и более насыщенные углеродом почвы, представляя собой большой, но неравномерно использующийся резерв материалов, который может мобилизоваться дождями, талым снегом или оттаиванием мерзлоты.

Взгляд вперёд в меняющейся Арктике

Авторы приходят к выводу, что по мере интенсификации водного цикла Арктики — со смещениями в осадках, испарении и стабильности мерзлоты — изменения в выбросах CO2 из озёр будут зависеть не только от того, насколько влажным станет регион, но и от его топографии, запасов углерода в почвах и площади болот. Поскольку сухие районы в настоящее время доминируют в арктическом ландшафте и содержат многие озёра, их высокая изменчивость по выбросам может сильно повлиять на общий углеродный баланс региона и затруднить прогнозирование его будущего поведения. Для неспециалистов вывод ясен: арктические озёра в сухих ландшафтах — это не тихие заводи, а динамичные реакторы, где запасённый углерод может эффективно превращаться в CO2. Понимание того, когда они действуют как сильные источники, умеренные источники или даже временные поглотители, будет необходимо для построения точных климатических прогнозов в быстро меняющемся Севере.

Цитирование: Hazuková, V., Alriksson, F., Gudasz, C. et al. Higher, but more variable, annual CO₂ emissions from lakes in drier Arctic landscapes. Commun Earth Environ 7, 238 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03275-8

Ключевые слова: Арктические озёра, выбросы углекислого газа, гидрологическая связность, вредный углерод многолетней мерзлоты, болота