Нынешнее глобальное потепление сильнее всего отражается на природной среде Арктики. Здесь темпы роста среднегодовой температуры в три раза превышают таковые в других регионах мира. Происходит деградация вечной мерзлоты, высвобождается органическое вещество, хранившееся в ледовом плену со времён последнего оледенения. Подобное интенсивное высвобождение органического вещества и вовлечение его в биологические циклы способно не только кардинально изменять протекание биологических процессов, но и вызывать закисление океана и, как следствие, увеличивать поток углекислого газа в атмосферу Земли.
В ходе ранее проведённых исследований океанологи также выяснили, что потепление провоцирует усиление и гидрологического цикла в Арктике — увеличиваются объёмы речного стока, интенсивнее становятся морские течения, а штормы в прежде спокойных арктических морях (поверхность которых всё более длительное время свободна ото льда) — продолжительнее. Данные явления усиливают, в свою очередь, эрозию береговой линии и способствуют более активной транспортировке взвешенного вещества в глубины океанов, минуя относительно мелководные шельфовые моря. Это взвешенное вещество в значительной степени состоит из наземной (терригенной) органики. Чтобы оценить, как на сегодняшний день изменяются биологические процессы в Арктическом регионе, нужно знать, сколько этого вещества остаётся на шельфе. Подобные исследования в море Лаптевых — по всей его континентальной окраине — выполнили сотрудники лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН в составе международного коллектива учёных из России, Швеции, США и Италии.
Научная группа изучала изотопный состав органического углерода (13С и 14С) и скорости его захоронения в донных осадках. Чтобы уточнить наземные источники органического углерода и механизм его деградации в ходе транспортировки в шельфовый бассейн, учёные проанализировали и молекулярный состав органического вещества, содержащего углерод. При оценке деградации органического углерода были использованы наземные биомаркеры в образцах донных отложений, извлечённых из глубин от 100 и менее до 210—2200 м. Такими биомаркерами были высокомолекулярные n-алканы и n-алкановые кислоты, а также лигнаны (растительные фенолы), содержащиеся в листьях.
В результате комплексных исследований выяснилось, что 80% органического вещества, поступающего в море с континента с током рек и в результате таяния вечной мерзлоты, остаётся на шельфе. Остальные 20% переносятся морскими течениями на континентальный склон и в глубины Северного Ледовитого океана. Учёные предполагают также, что часть органического вещества деградирует по мере переноса.
Полученные данные, как считают авторы исследования, дают возможность количественно уточнить вектор движения органического углерода для Восточно-Сибирского арктического шельфа и могут использоваться в качестве модели движения органического углерода на других континентальных окраинах Арктики. Также они демонстрируют, насколько большое значение играют арктические шельфовые моря в углеродном цикле Арктики, а значит и более точно можно прогнозировать влияние этого региона на глобальные климатические изменения.
Исследования проводились в рамках международной экспедиции «lnternational Siberian Shelf Study (ISSS-2020)», проходившей на борту научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш», а также в рамках госзадания и при финансовой поддержке РНФ. В числе организаций, принявших участие в исследованиях, помимо ГЕОХИ РАН были Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН, Национальный исследовательский Томский государственный университет, Стокгольмский университет (Швеция), Институт полярных наук (Болонья, Италия), Обсерватория Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета (США).
Результаты исследований опубликованы в журнале «Global Biogeochemical Cycles».
