Ученые из шести стран завершили крупнейшее исследование годичных колец деревьев в российской Арктике. Результаты указывают на катастрофические последствия для северных лесов промышленного загрязнения в районе Норильска. Работа опубликована в журнале Ecology Letters.

Район Норильска — одно из самых загрязненных мест на Земле. С 1930-х годов здесь ведется интенсивная разработка огромных месторождений никеля, меди и палладия. Высокий уровень вредных выбросов в атмосферу и речную сеть за это время привел к гибели бореальных лесов в радиусе более ста километров вокруг Норильска.

Кроме того, ученые подсчитали, что за период с 1960-х годов в результате деятельности промышленного комплекса пришли в упадок лесные системы на площади около 24 000 квадратных километров.

Специалисты по дендрохронологии из России, Великобритании, Германии, США, Швейцарии и Чехии провели крупнейшее в истории изучения арктических лесов исследование годичных колец, которое показало, что прямые и косвенные последствия работы промышленных предприятий Норильска намного глубже, чем считалось ранее.

Ученые с помощью компьютерного моделирования обработали весь комплекс параметров природной системы в районе Норильска: ширину годичных колец и их химический состав у живых и погибших деревьев, а также характеристики почв.

Оказалось, что загрязнение запускает в природной системе петлю негативной обратной связи — ухудшение экологии приводит к замедлению роста деревьев, что, в свою очередь, влияет на количество углерода, который мог бы быть поглощен в северных лесах.

Речь идет о нарушении глобального углеродного цикла. По мнению авторов, ситуация в Норильске могла стать одной из причин известной в дендрохронологии "проблемы дивергенции" — нарушения корреляции ширины годичных колец деревьев в Северном полушарии с температурой воздуха, наблюдаемого с 1970-х годов.

"Используя информацию, хранящуюся в тысячах годичных колец деревьев, мы можем увидеть последствия неконтролируемой экологической катастрофы в Норильске за последние девять десятилетий, — приводятся в пресс-релизе Кембриджского университета слова руководителя исследования, профессора географического факультета Ульфа Бюнтгена (Ulf Büntgen). — В то время как проблема выбросов серы и усыхания лесов была успешно решена в большей части Европы, для Сибири мы не могли видеть последствия, в основном из-за отсутствия данных долгосрочного мониторинга".

Масштабное измерение датированной ширины колец и сопоставление ее с химическим составом древесины и почв позволило исследователям количественно оценить степень разрушительного ущерба, нанесенного арктической экосистеме, пик которого пришелся на 1960-е годы.

"Мы видим, что деревья возле Норильска начали массово вымирать в 1960-х годах из-за повышения уровня загрязнения, — продолжает Бюнтген. — Поскольку из-за крупномасштабной циркуляции атмосферы загрязнение накапливается в Арктике в целом, мы расширили наше исследование, выходя далеко за пределы прямого воздействия промышленного сектора Норильска, и обнаружили, что от этого страдают и другие деревья в высоких северных широтах".

Исследователи выяснили, что несмотря на глобальное потепление, скорость роста деревьев в Арктике с 1970-х годов существенно замедлилась. По мнению авторов, причина — в арктическом затемнении, явлении, связанным с ростом количества твердых частиц в атмосфере Земли, будь то промышленной загрязнение, пыль или извержения вулканов.

Затемнение частично блокирует солнечный свет, замедляя процесс испарения и нарушая гидрологический цикл, а также уменьшает способность деревьев превращать солнечный свет в энергию посредством фотосинтеза. Поэтому они не могут расти так быстро, как в районах с более низким уровнем загрязнения.