Большинство исторических данных об атмосферном метане получены из полярных ледяных кернов — Гренландии и Антарктиды. Они надёжны, хорошо изучены, но обладают одним принципиальным ограничением: оба полюса далеко от тропиков, где сосредоточена большая часть природных источников метана. В августе 2026 года в журнале Nature вышла статья группы исследователей из Орегонского университета и Университета штата Огайо, которая восполнила этот пробел: они представили первую двухтысячелетнюю запись метана из тропического ледника — горы Невадо Уаскаран в Перуанских Андах.
Метод: пузырьки воздуха во льду
Ледяной керн — это цилиндрический образец льда, извлечённый из ледника на большой глубине. Каждый слой соответствует определённому году или периоду: снег накапливается, спрессовывается и постепенно превращается в лёд, запирая в себе микроскопические пузырьки воздуха. Этот воздух — прямой образец древней атмосферы. Из него можно извлечь газы и измерить концентрации CO₂, метана, закиси азота и других соединений.
Тропические ледники особенно ценны именно своей близостью к основным источникам метана — тропическим водно-болотным угодьям Амазонии, Конго и Юго-Восточной Азии. Полярные ледники фиксируют глобальный усреднённый сигнал, но не могут разрешить вклад экваториальных источников с достаточной точностью.
Команда провела бурение на вершинном пике Уаскарана (6768 м над уровнем моря) в 2019 году. Пятьдесят один дискретный образец из керна охватили период от 0 до 1999 года нашей эры. Хронология верхних 55 метров установлена послойным счётом с опорой на сезонные вариации изотопного состава кислорода и концентрации пыли; более глубокие слои синхронизированы с хронологией другого перуанского ледника Кельккая, расположенного в 910 км к юго-востоку.
Что показал керн Уаскарана
Концентрации метана в образцах из Уаскарана в среднем на 46–94 частей на миллиард (ppb) выше, чем в одновременных полярных записях. Это ожидаемый результат: ледник расположен в экваториальном поясе, рядом с источниками метана, и фиксирует повышенный региональный сигнал. При этом тренды и масштабы изменений в тропической записи хорошо согласуются с полярными данными: оба типа кернов показывают одни и те же характерные флуктуации — например, примерно 30-ppb рост концентрации метана в конце XV века и последующее снижение в XVII веке.
Измерения изотопного состава метана (δ¹³C-CH₄) в образцах с 1530 по 1999 год согласуются со значениями, характерными для биогенных (микробных) источников — таких как болотные водно-болотные угодья. Это дополнительный аргумент в пользу того, что тропические болота исторически доминировали в природном бюджете метана.
Четырёхбоксовая модель: пересчёт вклада тропиков
Чтобы интерпретировать данные Уаскарана количественно, авторы использовали четырёхбоксовую атмосферную модель — упрощённое описание глобального переноса и разрушения метана. Атмосфера делится на четыре широтных блока: северный (30–90° с. ш.), тропический северный (0–30° с. ш.), тропический южный (0–30° ю. ш.) и южный (30–90° ю. ш.). Модель рассчитывает мощность источников в каждом блоке, подбирая такие значения, при которых предсказанные концентрации совпадают с наблюдаемыми.
При использовании только полярных кернов суммарная мощность тропических источников с 0 по 1800 год составляла около 163 тераграмм метана в год. После добавления данных Уаскарана в тропический южный блок этот показатель вырос до 213 тераграмм — прирост на 24%. Иными словами, предыдущие оценки, основанные исключительно на полярных данных, систематически занижали вклад экваториального метана.
Авторы оговариваются: четырёхбоксовая модель — упрощённая схема. Она не учитывает всех деталей атмосферного переноса и химии. Чувствительность результатов к параметрам модели проверялась через метод Монте-Карло с вариацией времён жизни метана и скоростей обмена между блоками на ±30%, что показало устойчивость основных выводов.
Чем тропический архив дополняет полярный
До публикации этой работы тропический вклад в исторический бюджет метана оставался гипотетическим — его лишь косвенно выводили из разницы между гренландскими и антарктическими концентрациями (так называемое межполярное различие, IPD). Тропический керн впервые даёт прямое измерение метана в низких широтах.
Полярные и тропические записи взаимодополняют, а не заменяют друг друга. Полярные ледники — надёжные хранители глобального сигнала с высоким временным разрешением. Тропический керн уточняет географическое распределение источников — то, что полярные данные не могут разрешить напрямую.
Ограничения и открытые вопросы
Несколько важных оговорок. Выборка изотопного анализа δ¹³C невелика — всего пять образцов за весь изученный период: для точных выводов об изотопном составе источников этого мало. Хронология нижних слоёв восстановлена косвенно, через сопоставление с другим ледником, что привносит неопределённость. Пространственного охвата одного тропического керна самого по себе недостаточно для полной реконструкции тропического бюджета — нужны данные из других регионов: Центральной Африки, Юго-Восточной Азии, Центральной Америки.
Ещё один принципиальный момент: исследование охватывает период до 1999 года. Реконструкция доиндустриальных концентраций метана — это архив прошлого, а не прогноз будущего. Современный мониторинг NOAA показывает, что концентрация метана значительно превышает доиндустриальный уровень, однако текущие значения следует брать из регулярно обновляемого ряда, а не переносить из ледяного керна. Современный рост отражает сочетание природных и антропогенных источников, включая сельское хозяйство и добычу ископаемого топлива.
Читайте также: Как вулканы могут увеличивать выделение метана из ледников
Авторы разместили исходные данные керна Уаскарана в репозитории Zenodo, поэтому результаты можно повторно анализировать и сопоставлять с будущими тропическими кернами.