Пустыня дышит CO₂: учёные обнаружили скрытый суточный углеродный цикл в минералах Мохаве
На поверхности засушливые просторы пустыни Мохаве кажутся безжизненными и никак не связанными с глобальным углеродным циклом. Под поверхностью, однако, минераловый почвенный горизонт ведёт собственный углеродный цикл — способный объяснять неожиданно большую долю ежегодного глобального обмена CO₂ между почвой и атмосферой. Исследование опубликовано 23 сентября 2026 года в Science Advances.
Авторы — Анна Абрамова (аспирант) и коллеги из Департамента экологической науки, политики и управления Калифорнийского университета в Беркли — впервые детально описали ежесуточный цикл адсорбции-десорбции CO₂ в засушливых почвах.
Механизм: ночью поглощает, днём отдаёт
Принцип цикла оказался физически элегантным:
Ночью, когда температура воздуха и почвы падает, молекулы атмосферного CO₂ прилипают к поверхности минеральных частиц и другим мелким компонентам почвы — через процесс, называемый адсорбцией. Это не химическая реакция: молекула просто «прикрепляется» к поверхности благодаря электростатическим и ван-дер-ваальсовым взаимодействиям.
Когда встаёт Солнце и температура начинает расти, те же молекулы десорбируются — открепляются от почвы и возвращаются в газообразное состояние, возвращаясь в атмосферу. Минеральная поверхность снова готова к следующему ночному «вдоху».
Масштаб: до трёх гигатонн углерода в год
По оценкам исследователей, этот небиологический обмен ежегодно перемещает от 1 до 3 гигатонн углерода в почвы пустынь — и обратно.
Это весомый показатель. Для сравнения: ежегодные мировые выбросы CO₂ в результате сжигания ископаемого топлива составляют около 37 гигатонн, а весь глобальный наземный углеродный цикл (фотосинтез + дыхание) обменивается примерно 120 гигатоннами углерода в год. Пустынный минеральный цикл — от 1 до 3 гигатонн — это небольшая, но измеримая и ранее практически неучитываемая составляющая.
Принципиально важно: этот цикл небиологический. Традиционно исследователи объясняли CO₂-потоки в засушливых почвах деятельностью почвенных микроорганизмов — при всей их важности — или физическими процессами перегрева. Новые данные показывают, что значительная часть ночного поглощения CO₂ в пустынных районах может объясняться просто адсорбцией молекул на минеральных поверхностях. Это даёт альтернативное объяснение измерениям, которые прежде нередко относили на счёт биологической активности.
Почему это меняет углеродные балансы
Пустыни и полузасушливые регионы занимают около 35% суши. Это значит, что пустынный минеральный углеродный цикл действует глобально — от Мохаве до Сахары, Гоби и австралийских аутбэков.
Если расчёты берклийской команды верны, существующие климатические модели могут недооценивать роль засушливых регионов в глобальном балансе CO₂. В частности, ночные потоки CO₂ из пустынных почв, которые кажутся биологическими «вздохами», на самом деле могут частично или полностью объясняться неорганической адсорбцией-десорбцией. Это меняет интерпретацию экосистемных измерений и может повлиять на то, как учитываются засушливые регионы при составлении национальных углеродных балансов.
Читайте также: хранении углерода подземными грибными сетями.
Авторы подчёркивают, что описанный цикл не является механизмом долгосрочного поглощения углерода: то, что адсорбировано ночью, вернётся в атмосферу утром. Но само по себе открытие — то, что физика минеральных поверхностей управляет значимой частью глобального CO₂-цикла — меняет картину углеродного обмена в засушливых экосистемах.
