Амазония, крупнейший тропический лес на планете, начала выделять в атмосферу больше углекислого газа (CO2), чем поглощала ежегодно в период с 2010 по 2024 год, что составило дополнительно 1,17 миллиарда тонн. Основной причиной этих выбросов стали пожары, которые высвободили примерно 1,47 миллиарда тонн CO2 в год, что значительно превышает способность леса поглощать, составляющую 300 миллионов тонн в год.
Этот вывод был представлен в исследовании, опубликованном в журнале Nature, который признан одной из важнейших научных публикаций в мире. Исследование было проведено учеными Национального института космических исследований (Inpe) при финансовой поддержке FAPESP и других национальных и международных организаций.
Анализ за 15 лет указывает на деятельность человека как причину дисбаланса
На основе анализа 15-летних измерений атмосферного углерода, основного парникового газа, исследование выявило человеческую деятельность как определяющий фактор экологического дисбаланса. Авторы подчеркивают, что крайне важно осуществить резкое сокращение числа пожаров, а также политику нулевой вырубки лесов и восстановление лесов, чтобы предотвратить достижение лесом точки невозврата — момента, когда он потеряет способность к восстановлению и уступит место другому типу растительности.
Это предупреждение приобретает особую актуальность в текущей ситуации, когда очаги возгорания в Амазонии приближаются к уровню 2025 года. По данным Inpe, менее чем за десять месяцев было зарегистрировано более 41 300 очагов, по сравнению с 43 130, зарегистрированными за весь предыдущий год. Сильный смог затронул муниципалитеты штата Амазонас, включая столицу Манаус, что привело к приостановке занятий, перегрузке системы здравоохранения из-за респираторных проблем и расследованиям экологических преступлений с подозрением на преднамеренные действия человека.
Основной посыл: влияние человеческой деятельности
Луциана Ванни Гатти, климатолог и координатор Лаборатории парниковых газов (LaGEE) Inpe, и главный автор статьи, заявила, что центральный посыл исследования тревожен: проблема Амазонии заключается в вмешательстве человека. Она отметила, что лес теряется, потому что модель развития региона основывалась на разрушении, и необходимы государственные политики, продвигающие ценность стоящего леса.
Кроме того, исследование подробно описало изменения климатических условий в регионе на протяжении нескольких десятилетий. Изучая данные за последние 46 лет, ученые установили, что вырубка лесов и деградация в Амазонии привели к снижению годового количества осадков на 8% и на 20% в пик сухого сезона (с августа по октябрь). Параллельно среднегодовая температура выросла на 1,13 °C, а в сухой сезон этот рост составил 1,81 °C.
Гатти объяснила, что такие изменения нарушают условия, необходимые для поддержания влажного леса, и подпитывают цикл обратной связи: потеря растительности уменьшает количество дождей и повышает температуру, что, в свою очередь, стимулирует новые пожары и усиливает деградацию оставшейся растительности. Исследовательница описала это как «чрезмерный стресс для оставшегося леса».
Сравнение климатических сценариев и вмешательства
Ученые разделили данные на три различных сценария, сравнивая периоды с различными климатическими условиями и уровнями антропогенного воздействия. Они разделили годы на группы: дождливые годы (2011, 2012, 2013, 2014, 2017 и 2018), характеризующиеся низкой интенсивностью антропогенной деятельности; годы низкого климатического стресса (с 2019 по 2022), отмеченные высокими показателями вырубки лесов (рост на 97%) и пожаров (рост на 25%); и жаркие и сухие годы (2010, 2015, 2016, 2023 и 2024), на которые повлияли такие события, как Эль-Ниньо и потепление Северной Атлантики, связанные с сильным увеличением числа пожаров (92%).
Результаты показали, что в группах 2 и 3 Амазония перешла из резервуара углерода в источник CO2. Это произошло из-за профицита выбросов в рамках так называемого «углеродного баланса», который учитывает все процессы высвобождения и поглощения, будь то естественные или вызванные человеком.
В группе 2 выбросы были почти в четыре раза выше, чем в группе 1, достигнув среднего баланса около 1,58 миллиарда тонн CO2 в год. Наибольший объем был зарегистрирован в группе 3, средний баланс которой достиг 1,8 миллиарда тонн CO2 в год.
Хотя углеродный баланс может зависеть от природных или антропогенных факторов (таких как сжигание ископаемого топлива, включая нефть, природный газ и уголь), жизненно важным процессом для удаления CO2 из атмосферы является фотосинтез растений, необходимый для роста растительности. Поэтому леса считаются крупными поглотителями углерода, которые возвращаются в атмосферу, когда растительность умирает или медленно разлагается. Пожары же высвобождают CO2, содержащийся в растительной биомассе, внезапно и немедленно.
Во всех трех анализируемых группах годов, после вычета выбросов, вызванных пожарами, Амазония поглотила количество CO2, почти равное тому, что она вернула в атмосферу, поддерживая «чистый обмен углеродом (NBE)» биома вблизи нейтрального состояния. Следовательно, осталось мало или совсем не осталось поглощения для компенсации парниковых газов, высвобожденных огнем, что подтверждает роль человеческой деятельности в дисбалансе.
Влияние климатических явлений и методов исследования
Гатти пояснила, что без наступления явления Ла-Нинья выбросы в годы группы 2 могли бы быть еще более серьезными. Явление Ла-Нинья позволило поглощению углерода Амазонией во время сезона дождей компенсировать 75% выбросов, зарегистрированных в сухой период.
В отличие от Эль-Ниньо, Ла-Нинья характеризуется охлаждением вод экваториальной части Тихого океана как минимум на 0,5 °C ниже исторической нормы. Эти циклы обычно длятся от девяти до двенадцати месяцев и происходят каждые два-семь лет, вызывая различные глобальные климатические эффекты, такие как снижение осадков на юге Бразилии и увеличение осадков на севере и северо-востоке.
В период с 2020 по 2023 год произошло так называемое «тройное погружение» Ла-Нинья, которое подразумевает сохранение этого аномального охлаждения Тихого океана в течение трех последовательных лет лета в Южном полушарии.
Для получения этих результатов команда использовала данные, собранные в период с 2010 по 2024 год, полученные в результате полетов на небольших самолетах и количественного определения CO2 и монооксида углерода (CO), проведенного в Лаборатории парниковых газов Inpe. Сбор данных проводился в четырех точках для охвата всех амазонских регионов (северо-восток, юго-восток, юго-запад и северо-запад). Методология объединила измерения углерода с данными о вырубке лесов, пожарах, осадках, температуре воздуха и показателях температуры поверхности моря.
Этот методологический подход, основанный на данных углеродного баланса с 2010 года, также привел к публикации еще трех статей под руководством Гатти в Nature: в 2014, 2021 и 2023 годах. Две последние уже сигнализировали о том, что биом становится источником углерода, хотя эта ситуация была более очевидна в районах с более высокой скоростью вырубки лесов.
Помимо этих последствий, научная литература подтверждает, что Амазония чаще сталкивается с периодами экстремальной засухи и волнами жары, как показало исследование, зафиксировавшее повышение максимальной температуры более чем на 3 °C в сухой сезон даже на охраняемых территориях. Другое исследование показало, что экстремальная засуха и жара, вызванные последним Эль-Ниньо, могут стать «новой нормой» в тропических лесах, если не будут сокращены выбросы парниковых газов.
Гатти подчеркнула необходимость ответить на важнейшие вопросы: связано ли снижение поглощения углерода с меньшим фотосинтезом растительности, увеличением разложения или же человеческая деятельность превосходит эту способность, или это комбинация факторов. Она отметила, что ответ на эти вопросы жизненно важен для определения того, смогут ли деревья сохранить свою жизнь в этой среде.
Для продвижения в этом понимании группа начала в 2022 году новый этап анализа, сосредоточенный на карбонилсульфиде (COS) — химическом варианте CO2. COS служит атмосферным трассером фотосинтеза, функционируя как молекулярный маркер, который позволяет провести более точное измерение для помощи в поиске ответов, упомянутых Гатти.
Исследование получило поддержку FAPESP через Программу исследований глобальных климатических изменений (проекты 16/02018-2, 11/51841-0 и 08/58120-3), а также стипендии для исследователя Inpe Камиллы Лима Куньи, одной из авторов. Кунья подчеркнула важность непрерывного финансирования для поддержки долгосрочных исследований, необходимых для понимания механизмов, влияющих на тропические леса. По ее словам: «Постоянные инвестиции в науку имеют решающее значение для понимания текущих преобразований в Амазонии и выявления факторов, которые ставят под угрозу ее способность поглощать углерод. Эти знания необходимы для углубления понимания экологических изменений, а также для предоставления оснований для принятия решений и определения стратегий сохранения леса».
}, 2, {