Почвы, сформировавшиеся на поверхности Земли тысячи лет тому назад, которые в настоящее время являются глубоко похороненными особенностями исчезнувших ландшафтов, как было установлено учёными, чрезвычайно богаты углеродом. Это открытие вынуждает исследователей по-иному взглянуть на углеродный цикл нашей планеты.
Исследование, результаты и ход которого были недавно представлены в журнале «Nature Geoscience», играет чрезвычайно важную роль, поскольку из него следует, что глубокие слои почвы могут содержать существенные запасы органического углерода, который, вероятно, может высвобождаться через эрозию, сельскохозяйственную обработку, вырубку лесов, минирование полей, и прочую деятельность человека, способствуя тем самым глобальному изменению климата.
По словам Erika Marin-Spiotta из University of Wisconsin-Madison, ведущего автора исследований, в глубинах спрятано очень много углерода, а сколько именно учёные могут только догадываться. Ранее предполагалось, что в более глубоких почвах содержание углерода было ничтожно низким, отмечает Erika Marin-Spiotta. По её словам, большинство исследований фокусировалось лишь на 30-сантиметровом приповерхностном слое почвы. Проведенное ею и её коллегами исследование показывает, что учёные недооценивают содержание углерода в почвах.
Почва, изучаемая Erika Marin-Spiotta и её командой, больше известная как «Brady soil», сформировалась примерно 15 000 — 13 500 лет назад на территории нынешней Небраски, Канзаса и прочих областей Великих равнин. «Brady soil» находится на глубине порядка 6,5 метров и похоронена по обширным слоем осадочной горной породы, известной как лёсс, сформировавшейся примерно 10 тысяч лет назад, когда ледники, покрывающие большую часть Северной Америки, начали отступать.
Территория, где сформировалась «Brady soil», не была покрыта ледниками, тем не менее была подвержена радикальным изменениям. Это было связано с тем, что отступающие ледники Северного полушария стали причиной климатического сдвига, обусловившего изменения растительности и частые лесные пожары, которые способствовали поглощению углерода.
По словам Marin-Spiotta, чья команда использовала ряд новых аналитических методов, в том числе спектроскопические и изотопические исследования для анализа почвы и её химического состава, большая часть углерода в «Brady soil» была «опалена огнём» или представлена черным углеродом. Она отмечает, что создается, такое впечатление, что пожары в то время происходили чуть ли не каждый день.
Команда исследователей во главе с Marin-Spiotta также обнаружила органические вещества от древних растений, которые, благодаря массивной защитной атмосфере лёссе, не полностью разложились. Стремительное «погребение» помогло изолировать почву от биологических процессов, которые обычно разрушают углерод в почве.
Такие «погребённые» почвы, согласно профессору географии UW-Madison Joseph Mason, который является соавтором исследований, не являются уникальными для Великих равнин и представлены во всем мире.
Исследование предполагает, что фоссилии и органический углерод, «погребённые» в почвах, довольно широко распространены, а люди, сами того не понимая, своими действия ускоряют процесс изменения климата, высвобождая углерод, веками «запертый» под многометровыми слоями почвы.
Учёным уже давно было известно и углеродной «наполненности» почвы, о том, что углерод может поступать из почвы в атмосферу в результате разложения микроорганизмов.
Почва, изучаемая Marin-Spiotta, Mason и их коллегам, имеет толщину не более 1 метра и находится намного ниже современного поверхностного слоя. По словам исследователей, «Brady soil», является своего рода «капсулой с окружающей средой того времени». Она обеспечивает картину окружающей среды, подвергшейся существенным изменения из-за перемены климата. Отступление ледников стало сигналом нагревания планеты, которое не могло пройти бесследно для Земли. Учёные полагают, что условия стали более благоприятными для возникновения пожаров.
По словам Mason, когда формировалась «Brady soil», Земля становилась более теплой. Отступление ледников стало причиной того, что лёсс стал покрывать большие участки древних ландшафтов. По предположениям учёных, лёссовые отложения могут достигать в толщину 50 метров в некоторых районах Среднего Запада США и Китая.
