Углерод и в самом деле может оставаться в почве веками и даже тысячелетиями. Но чтобы загнать его туда, надо для начала понять, из чего именно состоит этот тонкий слой, покрывающий некоторые области земной суши. Основными компонентами почвы являются минералы, воздух, вода и органические вещества, вроде перегнивающих листьев. Последними питаются микробы, причем в ходе этого процесса они выделяют углекислый газ, отправляющийся прямиком в атмосферу. Существенным исключением является гумус. Эти сложные органические молекулы впервые были описаны в 1786 году и долгое время считались достаточно стабильными, чтобы противостоять разложению. Бытовало мнение, что микробы питаются менее комплексными соединениями, имеющимися в почве. Это, в свою очередь, намекало на то, что углерод, запертый в гумусе, остается там надолго.
С какого-то времени ученые всерьез занялись изучением потенциала гумуса в качестве поглотителя углерода. В рамках «Инициативы по использованию растений» Институт биологических исследований Солка потратил миллионы долларов на разработку методов увеличения его генерации. Проблема в том, что никто пока в должной мере не понимает, как происходит круговорот углерода в почве, и что на самом деле представляет собой гумус. В конечном итоге под сомнение может быть поставлено даже само его существование.
В 2015 году были опубликованы результаты громкого исследования, авторы которого утверждали, что изученные ими образцы не предоставили ни единого доказательства образования гумуса именно в почве. Основная проблема заключается в том, что старые методы анализа не могут обеспечить достаточно достоверные результаты. Исследователи традиционно изучают органическую составляющую почвы, подвергая образец жесткой щелочной обработке. В результате этого одни компоненты начинают лучше растворяться в воде, в то время как другие никак не меняются. Пытаясь объяснить эти различия, ученые сформулировали теорию, согласно которой в почве присутствуют разные типы гуминовых веществ. При этом никто не обращал внимания на то, как органика функционирует в целом, во всем своем объеме. Это породило путаницу и противоречия.
Однако не так давно в распоряжении науки появился гораздо более сложный и точный метод анализа почвенной органики. Исследователи помещают образец в магнитное поле и обрабатывают его синхронизированными радиочастотными импульсами. Это позволяет получать неопосредованные результаты. С помощью данной технологии было установлено, что гумус содержит преимущественно микробные и растительные компоненты. Это значит, что он вполне может служить пищей для крошечной живности. Таким образом, углерод, который, как считалось, надежно в нем заперт, спокойно после переработки поступает в атмосферу. Можно только представить, каким разочарованием это является для людей, которые всерьез надеялись улавливать лишний углекислый газ с помощью гумуса.
Вышеизложенное, однако, не отменяет того факта, что углерод и в самом деле способен оставаться в почве в течение очень продолжительного времени. Что его задерживает там, если не гумус? Согласно одной из имеющихся гипотез, благодарить за это следует почвенные агрегаты – минералы и скопления различных частиц. Именно они могут оказаться не по зубам микробам. Однако на данный момент времени у науки банально недостаточно информации как о взаимодействиях этого рода, так и том, насколько они подвержены влиянию природных и антропогенных процессов, вроде промораживания и оттаивания почвы или использования её в сельском хозяйстве.
Ещё одним важнейшим следствием, вытекающим из обновленного представления о гумусе, является пересмотр его влияния на решение проблемы изменения климата. Когда исследователи начали проводить компьютерные симуляции погодных процессов, происходящих на нашей планете, они в значительной степени упростили их. Почвенный углерод, в частности, в зависимости от вида залегания был отнесен всего к двум категориям: «краткосрочной» и «долгосрочной». Эта классификация использовалась в течение нескольких десятилетий. Таким образом, множество симуляций, в том числе тех, которые являются основой для рекомендаций Межправительственной группы экспертов по изменению климата, неверно оценивают, сколько углерода удерживается почвой, и какое его количество выбрасывается в атмосферу.
В общем и целом, положение дел в данном вопросе весьма прискорбно. Ученые пока не могут выяснить, как происходит круговорот углерода в почве, поэтому не способны предоставить точные данные для компьютерных симуляций. Некоторые решения, впрочем, просматриваются уже сейчас. Возможно, следует учитывать тот углерод, который связывается минералами. Также кажется разумным учет общего объема микробной биомассы или скорости её роста. Наука не совершенна, но она тем и хороша, что постоянно стремится к новым высотам и улучшает наше понимание окружающего мира.
