Исследователи из Массачусетского университета недавно объявили об открытии, которое имеет последствия для всего, от внутренней сельскохозяйственной политики до глобальной продовольственной безопасности и планов по смягчению последствий изменения климата. — скорость сельскохозяйственной эрозии. Эти недавно обнаруженные досельскохозяйственные нормы, отражающие скорость формирования почвы, на несколько порядков ниже верхнего допустимого предела эрозии, установленного Министерством сельского хозяйства США (USDA).

В исследовании, опубликованном в журнале Geology , используется редкий элемент, бериллий-10 или 10Be , который возникает, когда звезды в Млечном Пути взрываются и посылают высокоэнергетические частицы, называемые космическими лучами, летящими к Земле. Когда эта галактическая шрапнель врезается в земную кору, она расщепляет кислород в почве на части, оставляя крошечные следовые количества 10 Be, которые можно использовать для точного определения средней скорости эрозии за период от тысяч до миллионов лет.

«Мы посетили четырнадцать небольших участков остатков естественных прерий, которые все еще существуют в Айове, Миннесоте, Южной Дакоте, Небраске и Канзасе, и использовали ручной бур, чтобы собрать глубокие керны почвы из материала, который восходит к последнему ледниковому периоду», — говорит он. Исаак Ларсен, профессор геолого-геофизических исследований Университета Массачусетса в Амхерсте и главный автор статьи.

«Мы принесли эту почву обратно в нашу лабораторию в Университете Массачусетса, просеяли ее, чтобы выделить отдельные песчинки, удалили все, что не было кварцем, а затем прогнали эти несколько ложек через процесс химической очистки, чтобы отделить 10 Be — чего было достаточно . надеть на головку булавки».

Затем этот образец был отправлен в лабораторию, которая подсчитала отдельные атомы 10 Be, на основе которых Ларсен и его коллеги рассчитали точную скорость эрозии, начиная с сегодняшнего дня и заканчивая последним ледниковым периодом, около 12 000 лет назад.

«Впервые мы знаем, каковы естественные скорости эрозии на Среднем Западе», — говорит Кэролайн Куорриер, ведущий автор статьи, завершившая это исследование в рамках своей магистерской диссертации в Университете Массачусетса в Амхерсте. «И поскольку теперь мы знаем скорость эрозии до евроамериканского заселения, мы можем точно увидеть, насколько современное сельское хозяйство ускорило этот процесс».

Цифры не утешительные. «Наша средняя скорость досельскохозяйственной эрозии на всех участках, которые мы исследовали, составляет 0,04 мм в год», — говорит Ларсен. Любая современная скорость эрозии выше этого числа означает, что почва исчезает быстрее, чем накапливается.

К сожалению, текущий предел эрозии, установленный Министерством сельского хозяйства США, составляет 1 мм в год, что в двадцать пять раз превышает среднюю скорость, обнаруженную командой Ларсена. А некоторые участки подвергаются гораздо большей эрозии, исчезая в 1000 раз быстрее естественной. Это означает, что текущие рекомендации Министерства сельского хозяйства США неизбежно приведут к быстрой потере верхнего слоя почвы.

Верхний слой почвы имеет решающее значение не только для сельского хозяйства США — ежегодные издержки снижения продуктивности сельского хозяйства и деградации окружающей среды из-за эрозии оцениваются в десятки миллиардов долларов в год, — а также для продовольственной безопасности во всем мире, но и большинство планов по смягчению последствий изменения климата опираются на сильно влияет на хранение углерода в почве.

Тем не менее, нет причин отчаиваться. «Существуют сельскохозяйственные методы , такие как нулевая обработка почвы, которые мы знаем, как применять, и мы знаем, что они значительно уменьшают эрозию», — говорит Куорриер. «Главное — снизить текущую скорость эрозии до естественного уровня», — добавляет Ларсен.