Пролетая над Якутией на северо-востоке России, я наблюдал, как темные оттенки бореального леса смешиваются с участками мягкой, светлой травы. Я был привязан к жесткому металлическому сиденью в кабине Ан-2, одномоторного биплана, известного в советское время как кукурузник .

Самолет с грохотом взмывал вверх, поднимаясь над горизонтом из лиственниц и сосен и озер цвета грязи. Через пыльный иллюминатор «Антонова» нельзя было разобрать, но земля подо мной дышала, вернее, выдыхала.

Три миллиона лет назад, когда с полюсов спускались ледники размером с континент, температура в Сибири упала до минус восьмидесяти градусов по Фаренгейту, и под землей промерзли огромные участки почвы. По мере того, как планета чередовала ледниковый и межледниковый периоды, большая часть этой мерзлой земли оттаивала только для того, чтобы снова замерзнуть десятки раз.

Около одиннадцати с половиной тысячелетий назад последний ледниковый период сменился нынешним межледниковьем, и температура начала повышаться. Почва, которая оставалась мерзлой круглый год, стала известна как вечная мерзлота.

Сейчас он находится под девятью миллионами квадратных миль поверхности Земли, что составляет четверть суши Северного полушария. У России самая большая доля в мире: две трети территории страны находятся на вечной мерзлоте.

В Якутии, где вечная мерзлота может быть глубиной почти в милю, после промышленной революции годовая температура повысилась более чем на два градуса по Цельсию, что вдвое превышает среднемировой показатель.

Чем теплее воздух, тем теплее становится почва. Вырубка лесов и лесные пожары — обе острые проблемы в Якутии — удаляют защитный верхний слой растительности и еще больше повышают температуру под землей.

За тысячи лет мерзлая земля поглотила всевозможные органические вещества, от пней до мохнатых мамонтов. Когда вечная мерзлота оттаивает, микробы в почве пробуждаются и начинают питаться размораживающейся биомассой.

Это странный, органичный процесс, похожий на то, как если бы вы отключили морозильник от сети и оставили дверь открытой, чтобы вернуться через день и увидеть, что куриные грудки в задней части начали гнить. В случае вечной мерзлоты это микробное пищеварение приводит к постоянному выбросу углекислого газа и метана.

Научные модели предполагают, что вечная мерзлота содержит полтора триллиона тонн углерода, что в два раза больше, чем в настоящее время содержится в атмосфере Земли.

Трофим Максимов, ученый, изучающий вклад вечной мерзлоты в изменение климата, сидел рядом со мной в Антонове и выкрикивал указания пилоту в кабине. Раз в месяц Максимов заказывает самолет для измерения концентрации парниковых газов в атмосфере над Якутией.

Он описал таяние вечной мерзлоты как своего рода петлю обратной связи: выброс парниковых газов вызывает повышение температуры, что, в свою очередь, способствует дальнейшему таянию вечной мерзлоты. «Это естественный процесс, — сказал он мне.

 «Это означает, что, в отличие от чисто антропогенных процессов» — скажем, выбросов от заводов или автомобилей — «однажды начавшись, вы уже не сможете его остановить».

Шланг, прикрепленный к крылу самолета, всасывал воздух в дюжину стеклянных цилиндров, расставленных на полу кабины. Сравнивая количество парниковых газов с течением времени и на разных высотах, Максимов может оценить, как потепление климата влияет на вечную мерзлоту и способствует этому.

Когда полдесятилетия назад он начал проводить измерения с воздуха, он обнаружил, что концентрация углекислого газа в воздухе над Якутией росла в два раза быстрее, чем в среднем за прошлые периоды. У метана в атмосфере меньше времени, чем у углекислого газа, но он более чем в двадцать пять раз эффективнее удерживает тепло.

 По данным Максимова, выброс метана также идет ускоренными темпами: сейчас он накапливается на пятьдесят процентов быстрее, чем поколение назад.

В данный момент, однако, меня больше всего беспокоили вызывающие тошноту крены, которые делал самолет, спускаясь по тугой спирали. Мы опустились на несколько сотен футов над землей, чтобы коллега Максимова, тридцатитрехлетний исследователь по имени Роман Петров, смог сделать последний образец — углеродный снимок с малой высоты.

 Самолет трясло, как форсированный картинг. Петров взялся за живот и уткнулся лицом в целлофановый пакет. Затем я сделал то же самое. Когда мы наконец приземлились на покрытой травой взлетно-посадочной полосе, я, пошатываясь, вышел из кабины, все еще испытывая тошноту. Максимов налил в пластиковый стакан коньяка.

Сделав долгий глоток, я обнаружил, что кружение в моей голове замедлилось, а земля подо мной снова приобрела ощущение обнадеживающей твердости — хотя, как я знал, то, что казалось твердой землей, было ближе к большому мягкому куску земли. гниющая курица.

На протяжении семнадцатого и восемнадцатого веков, по мере того как Российская империя расширялась на восток, в столицу поступали сообщения о «твердом ледяном теле» в земле, по словам одного исследователя, о котором «никогда раньше не слышали».

 В Якутске, столице Якутии, первые поселенцы изо всех сил пытались выращивать урожай и находить источники пресной подземной воды. Летом 1827 года купец Федор Шергин, посланный царем в Якутию в качестве представителя Российско-Американской компании, попытался вырыть колодец.

Бригада рабочих Шергина провела следующее десятилетие, долбя шахту, достигающую трехсот футов вниз, только чтобы найти еще больше мерзлой земли. Наконец, в 1844 г. Александр фон Миддендорф, видный ученый и исследователь, проделал путь из Петербурга в Якутск и правильно оценил что почва под валом промерзла на глубину не менее шестисот футов.

Его находки всколыхнули российскую научную академию и со временем достигли салонов Европы.

Сегодня вход в Шергин вал, как известно, находится в срубе в центре Якутска, втиснутом между бетонным жилым домом и сгоревшим корпусом бывшего военного училища. Однажды днем ​​прошлым летом я посетил это место вместе с Юрием Мурзиным, ученым из Института мерзлотоведения им. Мельникова в Якутске. «Изучение вечной мерзлоты началось здесь», — сказал он.

 «До Шергинского вала практически никто за пределами Якутии не подозревал о существовании такой штуки». Мы с Мурзиным хотели заглянуть внутрь шахты, для чего пришлось поднять несколько тяжелых деревянных крышек. Столб холодного воздуха устремился вверх. Я посмотрел вниз, но увидел только черную стену. В кабину ворвался затхлый запах грязи и льда. «Пахнет древностью, ушедшим временем, — сказал Мурзин.

В широко читаемой монографии, изданной в 1920-е годы, советский ученый Михаил Сумгин назвал мерзлую землю страны вечной мерзлотой , буквально «вечным морозом», неологизм, который позже был переведен на английский язык как «вечная мерзлота». 

Поддержать проект

Сумгин был чем-то вроде романтика вечной мерзлоты, писавшего, что « вечная мерзлота поражает ум и воображение человека». Он уподобил его «русскому сфинксу» — необъяснимому, манящему, загадке, которую нужно разгадать.

Для других вечная мерзлота представляла собой мешающую инженерную проблему. Советская идеология содержала сильный прометеевский импульс, заключенный в аксиоме Максима Горького, перефразируя Маркса, о том, что «преобразовывая природу, человек преображает самого себя».

Строительство Заполярной железной дороги было одним из многих инфраструктурных проектов при Сталине, которым приходилось бороться с особенностями земли, которая могла опускаться на несколько дюймов летом или подниматься вверх зимой. Как заявлял в 30-е годы один ученый, «необходимо победить врага — вечную мерзлоту — и не сдаваться».

В арктических районах Аляски и Канады проживает менее двухсот тысяч человек, крупных городов нет; Советский Союз, напротив, стремился заселить свои северо-восточные территории. С притоком жителей и последующими строительными проектами возникла новая проблема: здания выделяют собственное тепло, нагревая вечную мерзлоту и заставляя землю изгибаться и извиваться.

В 1941 году якутское управление НКВД, секретной полиции сталинской эпохи, погрузилось в землю, в результате чего одна из его стен раскололась, забрызгав штукатуркой комнату оперативников.

Якутск — один из двух крупных городов мира, построенных в районах сплошной вечной мерзлоты, то есть там, где мерзлый грунт образует непрерывный слой с отрицательными температурами. Другой — Норильск в Красноярском крае, Россия, куда заключенных ГУЛАГа отправили в 1930-е годы для строительства нового поселения.

В Норильске находятся одни из крупнейших месторождений никеля на Земле. Для обслуживания горнодобывающей и металлургической промышленности городу нужны были фабрики, жилые дома, школы, больницы, аудитории. Многие из этих ранних построек просуществовали недолго. Валерий Гребенец, профессор инженерных наук МГУ, работал в Норильске в восьмидесятые годы.

Некоторые из его коллег рассказали истории об инженерах, столкнувшихся с серьезными последствиями, когда их проекты рухнули. «Когда в ваших соседей начинают стрелять, вы начинаете мыслить немного живее, — мрачно заметил Гребенец.

 По мере продвижения в изучении вечной мерзлоты, продолжал он, «люди начали понимать ее свойства, выдвигать новые идеи».

Одно из наиболее диковинных предложений поступило от советского ученого по имени Михаил Городский, который призывал расположить вокруг Земли искусственное пылевое кольцо, похожее на кольца Сатурна, чтобы создать тепловой купол над полюсами, который поднимет температуру до такой степени, что вечная мерзлота исчезнет совсем.

В середине пятидесятых Михаил Ким, инженер, впервые прибывший в Норильск в качестве узника ГУЛАГа, придумал более практичное решение. Его идея заключалась в том, чтобы строить поверх цементных свай, забитых в вечную мерзлоту на сорок футов.

 Сваи будут поднимать фундамент здания, не давая ему нагревать землю под ним и позволяя холодному воздуху проникать глубоко в почву. Затем последовал арктический строительный бум.

Советские инженеры приехали лечить вечную мерзлоту именно так: вечной, стабильной, неизменной. «Они считали, что покорили вечную мерзлоту», — сказал Дмитрий Стрелецкий, профессор Университета Джорджа Вашингтона. «Вы могли построить пяти- или девятиэтажное здание на сваях, и ничего не происходило.

 Все были счастливы.” Но, продолжал Стрелецкий, «эта инфраструктура должна была служить от тридцати до пятидесяти лет, и никто не мог представить, что за это время климат так резко изменится».

К 2016 году региональный чиновник заявил, что шестьдесят процентов зданий в Норильске пострадали в результате таяния вечной мерзлоты. 29 мая 2020 года треснул резервуар для хранения топлива, принадлежащий «Норильскому никелю», одной из крупнейших горнодобывающих компаний России, в результате чего двадцать одна тысяча тонн дизельного топлива вылилась в близлежащие водоемы, а река Амбарная окрасилась в красный металлик.

Руководители компании заявили, что ущерб был устранен. Но Георгий Каваносян, московский гидрогеолог, у которого есть популярный канал на YouTube, поехал в Норильск и взял пробы дальше на север, из реки Пясины, впадающей в Карское море. Он обнаружил, что концентрации загрязнителей в два с половиной раза превышают допустимые уровни, что угрожает рыбным запасам и экосистемам на тысячи миль.

Кремль не мог игнорировать масштабы катастрофы, которую Гринпис сравнил с разливом нефти Exxon Valdez. В феврале 2021 года государство обязало «Норильский никель» выплатить штраф в размере двух миллиардов долларов — самый крупный штраф за ущерб окружающей среде в истории России. Компания заявила, что сваи, поддерживающие резервуар, рухнули из-за таяния вечной мерзлоты.

Внешний научный обзор показал, что эти сваи были установлены неправильно, а температура почвы регулярно не контролировалась. Другими словами, человеческая халатность усугубила последствия изменения климата.

«То, что произошло в Норильске, было своего рода демонстрацией того, насколько серьезной может быть проблема», — сказал Владимир Романовский, профессор геофизики Университета Аляски в Фэрбенксе. «Но это далеко не единственный случай. Происходит множество других аварий меньшего масштаба,

Чтобы понять, как таяние вечной мерзлоты меняет ландшафт, я уехал из Якутска с Николаем Башариным, тридцатидвухлетним научным сотрудником Института мерзлотоведения. Нашей целью был Усун-Кюйол, деревня, где вырос Башарин, в восьмидесяти милях отсюда.

У его семьи, как и у многих в Якутии, был вырытый в вечной мерзлоте погреб, где хранились мясо, варенье и озерный лед, который они растапливали для питьевой воды. «Вы живете этим все эти годы, но так и не понимаете его до конца», — сказал мне Башарин, объясняя свое решение изучать вечную мерзлоту.

Мы отправляемся на рассвете, чтобы сесть на первый паром через реку Лена; из-за постоянно меняющегося воздействия вечной мерзлоты на структуру почвы строительство моста до сих пор оказалось невозможным.

Область на правом берегу Лены, долина площадью около двадцати тысяч квадратных миль, известна своими большими запасами едомы, типа вечной мерзлоты, особенно богатой льдом. В то время как часть вечной мерзлоты почти полностью состоит из мерзлого грунта, едома содержит до восьмидесяти процентов льда, образующего твердые клинья, невидимые с поверхности, которые могут простираться на несколько этажей под землей. Это проблематично по нескольким причинам.

Вода является эффективным проводником тепла, поглощая атмосферные температуры и нагревая вечную мерзлоту внизу. Когда едома оттаивает, она может создавать углубления в земле, которые заполняются водой, процесс, известный как термокарст.

Едома также является очень абсорбирующей углеродной ловушкой, аккумулирующей органические вещества в иле и отложениях, которые в определенный момент в течение последних десятков тысяч лет замерзли под землей.

Когда она оттаивает, она может выделять в десять раз больше парниковых газов, чем другие, более песчаные типы вечной мерзлоты. Едома встречается в некоторых частях Аляски и Канады, но наиболее распространена в северо-восточной Сибири; в Якутии – десятая часть территории региона.

Мы с Башариным проехали мимо скопившихся остатков тающей едомы. Некоторые районы были размером с небольшие пруды, другие были фактически озерами. Мы остановились на краю большого аласа — термокарстового озера, которое высохло, превратившись в подобие вычерпанного кратера. Увы, на его формирование, вероятно, ушло более пяти тысяч лет.

Башарин сказал мне, что обломки стопятидесятилетних берез недавно были найдены на дне небольшого аласа поблизости, что говорит о том, что процесс, который когда-то занимал тысячи лет, теперь происходит чуть более чем за столетие. «С геологической точки зрения это не более миллисекунды», — сказал он.

Мы поехали дальше в Усун-Кюёль, где Башарин жил до двенадцати лет. Перед деревянными домами паслись коровы, из их труб тянулись темные струйки дыма. Один участок дороги был изрыт овальными насыпями высотой в несколько футов.

Участки едомы оттаяли, оставив крутые ямы там, где когда-то были вершины ледяных жил. Это началось, по словам Башарина, около двадцати лет назад после нашествия тутового шелкопряда в ближайшем березовом лесу. Деревья погибли, оставив вечную мерзлоту уязвимой для солнечного света и повышения температуры.

«Сначала люди были счастливы — следующий год был урожайным на ягоды, — сказал мне Башарин. Но когда вечная мерзлота оттаяла, дорога стала такой ухабистой, что стала непроходимой, лыжная трасса-могол стала горизонтальной. Несколько домов треснули, когда земля под ними провалилась. Несколько стояли заброшенными.

Мы остановились в доме тети и дяди Башарина, которые пригласили нас на обед. «Мы смотрим телевизор, мы слышим о потеплении, — сказал мне его дядя, Прохор Макаров. «Но мы живем в деревне. Наша главная проблема — убедиться, что у нас достаточно сена на зиму».

Их дому не угрожала неминуемая опасность обрушения, но земля вокруг него была каменистой и усеяна небольшими углублениями. Забор вокруг их собственности шатался, как человек в баре, который выпил слишком много. Макаров сказал мне, что летом он разгребает землю лопатой, чтобы все было ровно. «Мы к этому привыкли, — сказал он.

Когда мы уехали, Башарин сказал мне: «Люди не понимают конца этой истории». Как бы они ни старались приспособиться, продолжал он, «оттепель все равно настигнет их».

Через три дня я улетел на винтовом самолете из Якутска в Черский, маленький городок на реке Колыме, недалеко от дельты, где она впадает в Восточно-Сибирское море.

В 1930-х годах Черский был перевалочным пунктом для лагерей ГУЛАГа; позже он служил базой для самолетов, которые переправляли советских исследователей в арктические экспедиции. В эти дни, в конце лета, жители, отдохнувшие на «большой земле», как они ее называют, возвращаются к началу нового учебного года, привозя с собой редкие и дорогие в самых северных уголках Сибири вещи.

 Самолет был битком набит не только людьми, но и подносами с яйцами, букетами цветов и коробками с недавно купленными телевизорами и блендерами.

По прибытии я вышел из аэропорта Черский, который представляет собой не более чем небольшой зал ожидания, и увидел припаркованный на пыльной дороге Land Rover. За рулем сидел мужчина с развевающейся седой бородой и в черном берете. Я сразу узнал в нем Сергея Зимова, своего рода предсказателя вечной мерзлоты. — Садись, — сказал он.

Мы помчались к Северо-восточной научной станции, его исследовательскому центру, на окраине города. Зимов, которому 66 лет, изучал геофизику во Владивостоке и в годы распада Советского Союза переехал в Черский вместе со своей женой Галиной; вскоре после этого родился сын Никита. Распад Советского Союза — лишь одно из многих событий прошлого и будущего, которые, как утверждает Зимов, были предсказаны.

 «Когда вы знаете историю цивилизации, очень легко делать прогнозы, и до сих пор я не ошибался», — сказал он мне. В течение следующей недели я слышал, как Зимов рассуждал о глобальных демографических тенденциях, российской военной логистике и золотом стандарте. («Мое правило простое: если у вас есть доллар, используйте его для покупки золота».)

Но именно идеи Зимова о вечной мерзлоте принесли ему научную известность.

 В начале девяностых он был одним из первых, кто пришел к нескольким родственным открытиям: вечная мерзлота содержит огромное количество углерода; большая часть этого углерода выделяется в виде метана из термокарстовых озер (присутствие воды и отсутствие кислорода производят метан, в отличие от углекислого газа, который выделяется из верхних слоев почвы); и значительная часть этих выбросов приходится на осень и зиму, холодные периоды, которые арктические ученые ранее считали неважными с точки зрения климата.

Весной 2001 года американский доктор философии. Студентка по имени Кэти Уолтер Энтони, познакомившаяся с Зимовым на академическом собрании на Аляске, прибыла в Черский, чтобы помочь собрать данные о выбросах метана.

 «Когда я впервые увидел его на Аляске, я подумал, что он выглядит таким диким, с такими большими бровями и сумасшедшими глазами», — сказал мне Уолтер Энтони. «Но когда я добрался до Черского, я понял, что, хотя ничего в нем не изменилось, в той обстановке он выглядел совершенно нормально».

Уолтер Энтони разместил вокруг термокарстовых озер Черского ловушки для метана, которые она смастерила из листов пластика. «Сергей придумал действительно отличные идеи, — сказала она. «Но он собрал ровно столько данных, сколько, по его мнению, ему было нужно для доказательства своей точки зрения, а это было гораздо меньше того, что хотели бы видеть западные ученые». Уолтер Энтони вернулся в следующем году; на этот раз она простояла до осени и наступления первых заморозков.

Однажды утром после завтрака Зимов предложил посетить одно из озер. Лед все еще был тонким и ломким, и Уолтер Энтони боялся идти по нему. — Не волнуйся, — сказал ей Зимов. «Осенний лед дружелюбен — он скажет вам, прежде чем треснет». Он указал вниз.

Уолтер Энтони увидел тысячи мельчайших пузырьков воздуха, придававших замерзшей поверхности вид звездной ночи. «Лед, по сути, был картой, указывающей, откуда поднимался метан», — сказала она. Она смогла разместить свои ловушки именно там, где выбрасывался метан, а не, как она выразилась, «пустить стрелу в небо».

Уолтер Энтони обнаружил, что выбросы метана в пять раз превышают первоначальную оценку Зимова. Радиоуглеродное датирование показало, что газ был выделен органическим веществом, сформировавшимся между двадцатью и сорока тысячами лет назад, в эпоху плейстоцена, что указывает на то, что оттаивание вечной мерзлоты достигло глубоких и древних слоев.

 Исследование было опубликовано в статье в журнале Nature в 2006 году, которая сразу же стала основополагающим текстом в установлении влияния таяния вечной мерзлоты на изменение климата.

Когда я был в Черском, Зимов водил меня на озеро. Мы шли сквозь кусты и чувствовали под ногами хруст ярко-красной морошки. У кромки воды Зимов спросил: «Видишь пузырьки?» Как только я знал, что нужно их искать, их было невозможно не заметить. Озеро было словно гигантским котлом на грани очень медленного, еле заметного кипения, с хлопками воздуха тут и там. Метан.

Зимов объяснил, что даже во время холодных зим Черского температура под поверхностью озера остается выше нуля. Незамерзшая вода позволяет микробам переваривать органические вещества еще долго после того, как окружающий ландшафт покрыт снегом.

Вода также оказывает сильное эрозионное воздействие. «Берег медленно оттаивает и обрушивается, унося с собой в озеро свежие куски вечной мерзлоты, — сказал Зимов — еще больше топлива для выброса метана. Как сказал мне Уолтер Энтони, ныне профессор Университета Аляски в Фэрбенксе: «Как только вечная мерзлота оттаивает до такой степени, что образует впадины, заполненные водой, оттаивание начинает углубляться и быстро расширяться в стороны — вы можете на самом деле не остановить его.

Среднегодовая температура в Черском за последние пятьдесят лет повысилась на три градуса по Цельсию. Не менее острой проблемой является снежный покров. «Снег подобен теплому одеялу — он не позволяет зимнему холоду полностью проникнуть в почву, — сказал Зимов. Одним из последствий изменения климата является увеличение количества осадков в арктической экосистеме вокруг Черского.

 Ежегодный снегопад увеличился на целых двадцать сантиметров с начала восьмидесятых годов, что добавило еще две степени согревающего эффекта. В результате, пояснил Зимов, вечная мерзлота, температура которой раньше была минус семь градусов по Цельсию, сейчас находится на грани оттаивания, если еще не оттаяла.

Десять лет назад статья о выбросах из подводной вечной мерзлоты вызвала момент истерии по поводу так называемой метановой бомбы в Арктике, готовой одновременно выпустить разрушительное количество согревающего газа. С тех пор большая часть научного сообщества стала рассматривать таяние вечной мерзлоты скорее как медленное бедствие.

«Вечная мерзлота не вызовет катастрофического выброса углерода, который, скажем, за одну ночь удвоит количество углекислого газа в атмосфере», — Тед Шур, руководитель проекта по таянию вечной мерзлоты и изменению климата в Университете Северной Аризоны. , сказал мне. «Вместо этого этот углерод будет просачиваться со всей Арктики и со временем добавит значительное количество углерода к углероду, который люди уже добавили, сжигая ископаемое топливо».

В 2018 году отчет, подготовленный Межправительственной группой экспертов ООН по изменению климата, дал людям максимальный углеродный бюджет в размере около пятисот восьмидесяти миллиардов тонн, чтобы иметь равные шансы ограничить потепление до полутора градусов по Цельсию.

 Модели группы только недавно начали учитывать различные сценарии таяния вечной мерзлоты, но они предлагают настолько широкий спектр возможных результатов, что вечная мерзлота стала, как выразился Шур, «дикой картой» климатологии. Он и его коллеги считают, что выбросы вечной мерзлоты могут составлять от пяти до пятнадцати процентов от выделенных МГЭИК выбросов.

Модели МГЭИК также не учитывают важную причину выбросов парниковых газов из вечной мерзлоты. Его оценки предполагают, что все таяние будет постепенным, вызванным повышением температуры воздуха, и не принимают во внимание термокарст, или «внезапное таяние», как предпочитает называть это Шуур, которое может вызвать нелинейные явления, такие как быстрая эрозия или оползни.

 «Эти события практически необратимы в масштабах человеческого времени», — сказала Сьюзан Натали, ученый из Центра климатических исследований Вудвелла в Фалмуте, штат Массачусетс.

Средняя глобальная температура в этом столетии вырастет почти на два с половиной градуса Цельсия. На последней конференции ООН по изменению климата, состоявшейся в Глазго в ноябре, страны-участницы подтвердили цель удержать потепление на уровне полутора градусов, хотя планы на этот счет остаются туманными.

Большинство моделей предполагают, что температуры превысят этот предел, и что успешные глобальные усилия по поддержанию потепления на управляемом уровне будут включать меры по их снижению. «Проблема в том, что нельзя просто отключить, не говоря уже о том, чтобы обратить вспять таяние вечной мерзлоты», — сказала Натали. В какой-то момент природа берет верх.

 Даже самый дальновидный законодательный орган в мире не может принять закон, запрещающий выбросы из вечной мерзлоты. Как выразилась Натали, «невозможно снова заморозить землю и вернуть ее в прежнее состояние».

По всей Арктике экосистемы переходят от поглотителей углерода, которые поглощают больше парниковых газов, чем выделяют, к источникам углерода. Однажды в Черском я посетил участок вдоль реки, управляемый немецкой исследовательской группой из Института биогеохимии Макса Планка. Меня показал Матиас Гёкеде, ведущий ученый проекта.

Мы прыгнули между травянистыми кочками, выросшими из тундры, и пришли к месту, где семнадцать лет назад его коллеги намеренно разрушили верхний слой едомы. Идея заключалась в том, чтобы имитировать таяние вечной мерзлоты, чтобы увидеть, как отреагирует ландшафт и как изменится местный углеродный баланс.

По словам Гёкеде, в первый год эксперимента почва выделяла больше углекислого газа, чем могла поглотить растительность, и участок превратился из поглотителя в источник. Затем появились более крупные кустарники и деревья, которые поглощали выбросы. Место установило новое равновесие с более высоким уровнем как выбросов, так и поглощения, чем раньше. «Меня это обнадеживает, — сказал мне Гёкеде.

Но деревья могут расти только до определенного предела. А в Арктике свет ограничен несколькими месяцами летом, образуя узкое окно, в котором фотосинтез может удалять парниковые газы из атмосферы.

Тем временем микробы в почве могут переваривать органический материал в талой вечной мерзлоте в течение гораздо более длительного сезона и, учитывая глубокие запасы углерода, по-видимому, без конца. «Существует предел тому, насколько растительность может расти и поглощать углерод», — сказал Гёкеде. «Но практически нет предела тому, насколько почва может нагреваться и выделять больше углерода».

Вначале лета я побывал на Ямале, полуострове, вдающемся в Карское море, как кривой палец. Ямал является домом для ненцев, этнической группы, проживающей на российском севере, и одного из крупнейших оставшихся кочевых народов. Ненцы живут в чумах — местном варианте юрт — и гоняют стада северных оленей вверх и вниз по полуострову в поисках сезонных пастбищ. На ненецком языке Ямал означает «край света».

Поднявшись на пассажирском пароме вверх по реке Обь, я остановился переночевать в чуме одной ненецкой семьи. Я переночевал под оленьей шкурой и, позавтракав свежей рыбой, направился дальше вверх по реке, в Яр-Сале, поселок, функционирующий как административный центр кочевий в тундре. Там я познакомился с Виталием Лаптандером, оленеводом.

В июле 2016 года на Ямал обрушилась жара, температура достигла ста градусов по Фаренгейту. Лаптандер был со своей стаей из двух тысяч животных у озера Ярото, посреди полуострова. «Я никогда раньше не чувствовал такого жара, — сказал он мне. Однажды утром он увидел ужасающее зрелище: пятьдесят его оленей лежали мертвыми в тундре.

Не было ни электричества, ни сотовой связи. Лаптандер шел десять часов, чтобы позвать на помощь, и наконец наткнулся на ненецкую стоянку со спутниковым телефоном. К тому времени, когда он вернулся к своему стаду, было мертво еще двести оленей. «Я не знал, что делать, — сказал он. «Все было явно очень плохо, и я был напуган».

Прибыл вертолет и высадил группу медиков и ветеринаров в защитных костюмах. Они взяли образцы с павших северных оленей и улетели, доставив их в лаборатории Москвы и Сибири. Через два дня вертолет вернулся, и официальные лица сообщили Лаптандеру, что его животные, вероятно, заражены сибирской язвой.

Через несколько дней на Ямал прибыли специалисты армейских войск радиологической, химической и биологической защиты. Они искали туши северных оленей и сжигали их на месте. Через две недели карантинные меры и ускоренная кампания вакцинации позволили взять вспышку под контроль.

К тому времени на полуострове погибло более двух с половиной тысяч оленей; Стадо Лаптандра было разделено пополам. Инфекция также передавалась от животных к людям. Десятки людей были госпитализированы; умер двенадцатилетний мальчик.

Вспышка явилась первым случаем сибирской язвы на Ямале с 1941 года. Практически все, от ученых до скотоводов, считали, что бактериальное заболевание давно искоренено. Двести тысяч проб почвы, взятых за предыдущее десятилетие, не показали наличия спор сибирской язвы.

Но в обычное лето верхний слой вечной мерзлоты на Ямале оттаивает примерно на двадцать дюймов в глубину; в 2016 году в некоторых местах он достигал почти трех футов. В последующем отчете о причинах вспышки группа российских экспертов писала: «Появление сибирской язвы было вызвано активизацией «старых» очагов заражения после аномально высокой температуры воздуха и протаиванием очагов на глубину сверх нормы. уровни».

Оттепель вечной мерзлоты вынесла на поверхность всевозможные загадки тысячелетней давности. В 2015 году ученые из Российского биологического института в Пущино, подмосковного исследовательского кластера советских времен, извлекли образец едомы из скважины в Якутии. Вернувшись в свою лабораторию, они поместили кусок замороженного осадка в стерилизованную культуральную емкость.

Месяц спустя внутри ползало микроскопическое червеобразное беспозвоночное, известное как бделлоидная коловратка. Радиоуглеродный анализ показал, что коловратке двадцать четыре тысячи лет. В августе я выехал в Пущино, где меня встретил Стас Малавин, научный сотрудник лаборатории.

«Одно дело, когда простая бактерия возвращается к жизни после того, как ее похоронили в вечной мерзлоте», — сказал он. «Но у этого существа есть кишечник, мозг, нервные клетки, репродуктивные органы.

Коловратка пережила прошедшие годы в состоянии «криптобиоза», объяснил Малавин, «своего рода скрытой жизни, когда обмен веществ эффективно замедляется до нуля». Животное появилось из этой геологической «машины времени», как он выразился, не просто живым, но способным к размножению. Коловратка живет всего несколько недель, но воспроизводит себя несколько раз посредством партеногенеза, типа бесполого размножения.

Малавин достал из лабораторного холодильника прямого потомка коловратки, выползшей из вечной мерзлоты, и поместил под микроскоп. Планктон овальной формы извивался вокруг; Я представлял себе этот шарик размером в две десятых миллиметра нервным исследователем, который проснулся и обнаружил себя в странном и неожиданном будущем.

«Зачем скромничать?» — спросил Малавин. Раскрытие секрета того, как животное со сложной анатомией могло отключаться на десятки тысяч лет, а затем снова включаться, может, например, дать подсказки по использованию криогенных условий для хранения органов для донорства. Нейробиологи Массачусетского технологического института связались с ним.

«Я, конечно, не утверждаю, что наши результаты приведут к тому, что завтра люди будут погружены в длительный криогенный сон», — сказал Малавин. — Но это шаг в этом направлении.

Возможно, самыми интересными биологическими образцами, найденными в вечной мерзлоте, являются останки мамонтов, многие из которых, благодаря тысячелетиям естественного хранения в холодильнике, удивительно хорошо сохранились.

В Якутске я посетил Музей мамонта, двухэтажное здание, полное костей, бивней и зубов. Мамонт появился сто пятьдесят тысяч лет назад, бродя по пастбищным степям, простиравшимся от Пиренейского полуострова до Берингова пролива.

Этот вид начал вымирать ближе к концу эпохи плейстоцена, около двенадцати тысяч лет назад, по причинам, которые долгое время были предметом споров. Один лагерь считал, что мамонт был одной из первых жертв антропогенного вымирания.

«У мамонтов не было естественных хищников, кроме человека, — сказал мне Сергей Федоров, заведующий экспозицией музея. Но в октябре международная группа ученых опубликовала в журнале Nature исследование , призванное прояснить ситуацию. 

Анализируя древнюю экологическую ДНК, они определили, что быстрое повышение температуры привело к таянию ледников и затоплению тундры, уничтожив запасы пищи для мамонтов. «Наши результаты позволяют предположить, что их вымирание наступило, когда окончательно исчезли последние очаги степно-тундровой растительности», — пишут авторы.

Якутия — мировой лидер по находкам мамонтов. Эти останки, первые из которых были обнаружены русскими учеными в 1806 г., многое рассказали нам о плейстоцене в целом: желудочно-кишечный тракт одного мамонта, найденного в 1971 г., настолько хорошо сохранился, что ученые смогли проанализировать его последнюю еда. Федоров рассказал мне об экспедиции в 2013 году на остров Малый Ляховский у северного побережья Якутии; когда исследователи выкопали замороженную тушу мамонта, ее плоть начала кровоточить.

 Британский палеобиолог позже описал образец как «действительно сочный», как «кусок бифштекса».

Перспектива сорокатысячелетнего гемоглобина была захватывающей для кружка ученых, которые мечтали использовать методы редактирования генов для воспроизводства живого мамонта. (В конце концов, образцы тканей мамонта из Малого Ляховского не дали достаточного количества пригодной для использования ДНК для реконструкции генома животного.)

Джордж Черч, известный генетик из Гарвардской медицинской школы, стал соучредителем стартапа, посвященного возрождению мамонта. усилий и надеется, что его команда будет готова производить эмбрионы неомамонтов в течение следующих нескольких лет.

Федоров подвел меня к большой морозильной камере, где на металлических полках были сложены куски мяса и меха; серповидный изгиб бивня был безошибочным. Как пояснил Федоров, эти останки мамонта, выкопанные в Якутии, хранились при температуре ноль градусов по Фаренгейту в ожидании дальнейшего научного изучения.

Пространство было тесное и холодное — вот что значит быть запертым в вечной мерзлоте, подумал я. Я подобрал ногу, принадлежавшую когда-то малоляховскому мамонту, толстый обрубок с рыжевато-каштановыми волосами. «Смотрите, его подушечка очень хорошо прослеживается», — сказал Федоров. — Ты можешь видеть его ногти на ногах.

Одним из ключей к тому, как вечная мерзлота переживет нынешнюю эпоху потепления, является то, как она жила во время предыдущей. Пять лет назад Джулиан Мертон, ученый и профессор Университета Сассекса, возглавил группу исследователей к кратеру Батагайка, оползню вечной мерзлоты в центральной части Якутии.

Оттепели — это, по существу, затяжной оползень, вызванный оттаиванием едомы; Кратер Батагайка — самый большой в мире, это углубление в земле длиной в полмили со стенами высотой в двести восемьдесят футов.

Кратер постоянно тает и разрушается, увеличиваясь на сто футов в год. Местные жители называют его «воротами в ад». Более подходящей метафорой может быть геологический слоеный пирог, обнаженные стены которого дают редкую возможность одновременно взглянуть на сотни тысяч лет вечной мерзлоты.

Мертон сказал мне, что первое, что поразило его во время пребывания в кратере, был звук. «Это похоже на оркестровую пьесу, — сказал он. «Летом, когда быстро оттаивает головная стена, слышно постоянное журчание воды, как первые скрипки. А еще есть массивные куски вечной мерзлоты, весом до полутонны, которые с глухим стуком падают на дно. Это перкуссия».

Мертон и его команда пробурили скважины в стенках кратера и использовали метод, называемый люминесцентным датированием, для оценки возраста добытых ими отложений. Возраст нижнего слоя вечной мерзлоты оказался не менее шестисот пятидесяти тысяч лет.

 Как объяснил Мертон, это означает, что он пережил предыдущий межледниковый период, который начался около ста тридцати тысяч лет назад, когда в некоторых частях Арктики было на четыре-пять градусов теплее, чем сегодня. «Самая старая вечная мерзлота в Евразии существует уже более полумиллиона лет, — сказал мне Мертон. «Учитывая, что в прошлом он пережил интенсивное глобальное потепление, он должен быть довольно устойчивым».

Это хорошая новость. «Если вам, как и мне, нравится вечная мерзлота, у нас не будет недостатка в ней на протяжении всей нашей жизни», — сказал Мертон. Но его гипотеза об устойчивости вечной мерзлоты применима к мерзлой земле, которая простирается на сотни футов ниже поверхности. «Несколько верхних метров, безусловно, находятся под угрозой», — сказал он.

Именно там находится углерод: верхние три метра вечной мерзлоты содержат вдвое меньше углерода, чем аналогичная глубина почвы в остальных экосистемах планеты вместе взятых. Более того, как выразился Мертон, «хотя кажется, что экосистема может защитить вечную мерзлоту от высоких температур воздуха, если эта экосистема нарушается, вечная мерзлота внезапно становится очень уязвимой».

 Сам кратер Батагайка образовался после того, как в 1960-х годах был полностью вырублен большой участок леса.