В октябре 2025 года учёные сделали ошеломляющее открытие: арктический океан снова стал важным источником парниковых газов, особенно метана (CH₄). Ранее известный как ключевой регион, выделяющий этот мощный парниковый газ в периоды климатических изменений, ныне Арктика демонстрирует признаки, которые могут привести к ещё более быстрому и интенсивному глобальному потеплению. Этот факт вызывает серьёзные опасения в свете продолжающегося роста выбросов метана человеком и предполагает, что механизмы, скрытые в истории Земли, снова могут стать угрозой для всего мира.

Метан — это второй по значимости парниковый газ после углекислого газа (CO₂) в контексте его способности задерживать тепло в атмосфере. Несмотря на то что концентрации метана в атмосфере ниже, чем CO₂, его потенциал по усилению парникового эффекта примерно в 28-36 раз выше за период в 100 лет. За последние 30 лет антропогенные выбросы метана выросли примерно на 10 миллиардов тонн в год, что превышает рост выбросов CO₂ в два раза. Этот скачок связан с развитием добычи природного газа, сельским хозяйством и сжиганием ископаемых видов топлива, что делает понимание естественных механизмов метанового цикла более актуальным.

Чтобы понять современность, учёные обратились к далёкому прошлому — периоду около 56 миллионов лет назад, известному как Максимум тепла позднего палеоцена-эоцена (ПЭМ). Именно тогда планета пережила один из самых резких климатических скачков за всю историю, сопровождавшийся глобальной кислотностью океанов и массовыми вымираниями. Этот период послужил отличной лабораторией для изучения механизмов, которые могут активировать массивные выбросы метана из морского дна.

Результаты исследований показывают, что в это время в Арктике произошёл так называемый «метановый переключатель» — механизм, при котором избыток метана, накопившийся в морских отложениях, внезапно оказался в воде и атмосфере. Важной находкой стало то, что это событие вызвало цепную реакцию, способную усиливать глобальный разогрев, и последние открытия позволяют предположить, что подобные процессы могут повториться и сегодня.

В рамках исследования ученые использовали образцы морских осадков, добытых из центральной части Арктического океана с помощью международной программы Арктической корковой экспедиции. Эти отложения датируются возрастом около 66 миллионов лет, что позволяет проследить события, связанные с ПЭМ, а также период восстановления после него. В образцах были выделены органические молекулы — биомаркеры, которые позволяют определить, какие микроорганизмы жили на дне моря и чем они питались.

Анализ показал, что перед началом ПЭМ в Арктике доминировало в основном анаэробное метановое дыхание (AOM) — процесс, при котором метан разлагается микроорганизмами, использующими сульфат вместо кислорода. Именно в этот момент метан формировался глубоко в морском дне и оставался в состоянии, уравновешенном биологическими процессами. Однако во время ПЭМ наблюдались значительные изменения: biomarkers, связанные с микроорганизмами, осуществляющими AOM, снизились, что свидетельствует о том, что их способность контролировать поток метана была нарушена.

В современном океане AOM отвечает за большую часть метанового обмена — благодаря обилию сульфатов микроорганизмы активно «чистят» морские отложения, предотвращая массовое попадание метана в воду. Но во времена ПЭМ уровень сульфатов в Арктике был существенно ниже, что ограничивало деятельность AOM-микроорганизмов. В результате, при избытке метана, происходило его внезапное высвобождение в воду, что ученые называют «метановым бульканием». Это был первый этап, за которым последовало другое — активизация аэробных микроорганизмов, которые начали потреблять метан прямо в воде, используя кислород, что в свою очередь приводило к выбросу CO₂.

Это «переключение», скорее всего, и стало причиной трансформации Арктики из региона, поглощающего парниковые газы, в новый источник их выбросов. Когда метан достигает воды и воздуха, он превращается в CO₂ — газ, значительно более активный в разогреве планеты, поскольку его концентрация и краткосрочный потенциал усиления парникового эффекта выше.

Исследование, основанное на моделировании исторических событий, показывает, что подобное «метановое переключение» может повториться и сегодня, особенно в условиях быстрого потепления Арктики. Потоки тепла и снижение уровня кислорода в водах, вызванные повышением температуры, создают благоприятные условия для сдвига микроорганизмов в сторону аэробных процессов. В результате, из морских отложений, уже накопленных за миллионы лет, может начать массово высвобождаться метан, который будет немедленно превращаться в CO₂.

Это создаст эффект обратной связи: чем больше метана высвобождается, тем сильнее нагревается климат, что опять усиливает высвобождение метана — порочный круг, способный ускорить глобальное потепление. Особенно опасным становится ситуация с таянием вечной мерзлоты и деградацией природных сульфатных резервуаров, что в современных условиях происходит быстрее, чем когда-либо раньше.

Учёные предупреждают: если тренды по повышению температуры сохранятся, и активность метановых switch-ов увеличится, то глобальный климат может измениться гораздо быстрее, чем предполагалось ранее. Модели показывают, что в течение следующих 50 лет, в худших сценариях, выбросы метана из арктических глубин и пермата могут увеличить парниковый эффект на 0,3-0,5 градусов Цельсия, что значительно осложнит борьбу с изменением климата.

Более того, по словам Бумсу Кима, ведущего автора исследований, «современные условия, включая повышение температуры, снижение уровня кислорода и изменение химического состава морских вод, создают предпосылки для повторения событий ПЭМ». Это, по его мнению, должно стать сигналом для международных научных и политических структур принять срочные меры по снижению выбросов и мониторингу метановых данных.

Изучая прошлое, мы получаем важные уроки. В истории Земли события, подобные тем, что происходили во времена ПЭМ, могут повториться. Однако человечество обладает возможностями предотвратить или смягчить их последствия, если вовремя предпримет меры по сокращению выбросов парниковых газов и усилению исследований в области арктического метана. Важно помнить: понимание механизмов природных процессов — ключ к управлению будущим климата.