Одним из главных мировых исследовательских трендов является изучение круговорота углерода – главной составляющей активных парниковых газов. В России полевой сезон исследований ограничен в силу климатических особенностей, лишь немногие научные группы анализируют углеродный баланс в зимнее время. Учёные Томского государственного университета на протяжении нескольких лет ведут круглогодичный мониторинг углерода в водных экосистемах. Недавно они провели отбор зимних проб в озерах поймы Оби. При этом были использованы новые приборы, которые позволяют быстро и точно оценивать экологические свойства водных объектов.

– Озера поймы Оби, богатые органическим веществом, являются важными участниками глобального углеродного цикла, но какие процессы происходят в озерах в зимний период, до сих пор неизвестно, – говорит исполнительный директор САЕ «Сибирский институт будущего» ТГУ Людмила Борило. – Комплексная зимняя экспедиция на научно-исследовательскую станцию Кайбасово была организована для оценки основных факторов, влияющих на биогеохимические циклы. В ходе работ мы определили количество накопленного за зиму CO₂. Показатели оказались значительно выше, чем весной и осенью. Теперь необходимо определить источники поступления углерода в водоёмы.

При проведении исследований в условиях экспедиции было использовано новое оборудование, приобретённое на средства гранта Минобрнауки РФ для дооснащения уникальной исследовательской инфраструктуры ТГУ «Мегаустановка». В частности, для построения глубинных профилей озер были использованы термооксиметры и многопараметрический зонд качества воды YSI EXO2, позволяющие проводить оценку показателей на месте. Этот прибор является одним из лучших в своем классе для таких параметров, как температура, содержание растворенного кислорода, концентрация флюоресцирующего органического углерода, электропроводность, pH, окислительно-восстановительный потенциал.

– Важной характеристикой YSI EXO2 является комплексность измерений, простота и мобильность использования, сохранение в памяти прибора большого количества данных, – объясняет доцент САЕ «Сибирский институт будущего» ТГУ Лариса Колесниченко. – В лаборатории с помощью анализатора Shimadzu TOC-LCSN, приобретенного ТГУ для изучения парниковых газов, будет определена концентрация растворенного органического и неорганического углерода.

Впервые в зимний период в пойме Оби в рамках проекта, поддержанного РНФ, был проведен отбор проб воздуха для оценки эмиссионного потока диоксида углерода и метана с водной поверхности, а также определения изотопного состава (d13C-CO₂ и d13C-CH₄) этих климатически активных газов с помощью лазерного анализатора Picarro 2201-i. Это поможет установить, образовался диоксид углерода в результате жизнедеятельности фитопланктона в самом озере или его источниками были поступившие в озёра почвенные воды. Соотношение стабильных изотопов в метане даст представление о пути его образования микроорганизмами в донных отложениях озер.

Измерения эмиссионных потоков диоксида углерода и метана и их состава стабильных изотопов будут проведены на базе Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН – партнера ТГУ по консорциуму «Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни».

– Одноимённый стратегический проект ТГУ реализуется при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030», – резюмирует Людмила Борило. – Основной задачей учёных является исследование цикла углерода и влияния данного элемента на глобальную трансформацию климата, разработка подходов для адаптации человечества к этим изменениям и создание технологий для их смягчения.