В ходе исследования, проведенного в одной из старейших и наиболее биологически разнообразных пустынь мира, ученые Университета Индианы и Университета Пердью в Индианаполисе изучают происхождение воды, помимо осадков, и определяют несколько источников. Исследование, проведенное при поддержке Национального научного фонда, впервые сообщает о том, что океан не является единственным источником поддерживающего жизнь тумана и росы для многочисленных растений и животных, обитающих в пустыне Намиб.
Понимание источников воды необходимо для разработки экологических моделей засушливых сред и является ключом к пониманию того, как растения и животные поддерживают себя и функционируют в нынешних или будущих климатических условиях.
Туман и, в меньшей степени, роса являются важными источниками влаги в этой пустынной среде. «Точное знание того, откуда берутся туман и роса, поможет нам предсказать наличие не дождевой воды в будущем, как в Намиб, так и в других местах», - сказал Ликсин Ван, экогидролог и доцент наук о Земле в Школе наук. в IUPUI, который руководил новым исследованием. «Благодаря этим знаниям мы сможем определить способы добычи новых источников воды для потенциального использования в условиях нехватки воды».
Удивительно, но туман не океанического происхождения составил более половины всех явлений тумана в Намибе за годичный период исследования IUPUI. Туман, образовавшийся из подземных вод, был наиболее значительным туманом, образующимся на местном уровне, и служил источником более четверти тумана пустыни. Исследователи также обнаружили, что почвенная вода, которая образуется в результате дождя и находится ниже поверхности, но выше уровня грунтовых вод, является неожиданным источником влаги.
Засушливые земли, которые помимо пустынь включают выжженные, но не пустынные районы Великих равнин и юго-запада США, покрывают примерно 40 процентов поверхности суши Земли и являются домом для примерно 2,5 миллиардов человек. С глобальным потеплением все больше районов в Соединенных Штатах и во всем мире становятся более засушливыми и более похожими на пустыню.
«Экосистемы засушливых земель имеют одни из самых низких годовых количеств осадков, зарегистрированных на Земле», - сказал Том Торгерсен, руководитель программы отдела наук о Земле Национального научного фонда. «Чтобы выжить, эти экосистемы перерабатывают воду в виде тумана и росы. В самых засушливых местах на планете даже кажущиеся незначительными компоненты круговорота воды, такие как туман и роса, становятся основными и имеют решающее значение для поддержания жизни и здоровья окружающей среды. работает."
Как и другие экосистемы засушливых земель по всему миру, Намиб, вероятно, испытает изменения в своем гидрологическом цикле в ответ на глобальное изменение климата. Учитывая обилие и важность тумана и росы в этой пустыне, это идеальное место для изучения не дождевой воды.
Намиб, который граничит с Атлантическим океаном на протяжении 1 243 миль с температурой от ниже 32°F (0°C) до 140°F (60°C), почти полностью лишен поверхностных вод. Во многих частях Намиба дождей практически не бывает. Некоторые годы без осадков; в другие годы может быть всего один или два дюйма дождя, хотя в некоторых районах может выпадать до четырех дюймов. Но Намиб действительно поддерживает широкий спектр специально адаптированных организмов, таких как жук, собирающий туман. Считается, что большинство растений и животных Намиб получают влагу из тумана или росы в периоды без дождя, чтобы выжить.
Туман состоит из мельчайших капелек воды, взвешенных в воздухе, а роса состоит из мельчайших капелек, которые образуются на поверхности растений, почвы и других предметов на земле.
Исследования Вана сосредоточены на стыке гидрологии, экологии и изотопной геохимии. Он использовал анализ стабильных изотопов в воде - одного и того же элемента с разным числом нейтронов в ядрах, таких как водород и кислород, - чтобы проследить происхождение не дождевой воды. В будущих исследованиях он планирует изучить механизмы превращения грунтовых и почвенных вод в туман и росу. Долгосрочная цель состоит в том, чтобы расширить это исследование экогидрологии за пределы Намиб до глобального масштаба.
«Происхождение и механизмы образования не дождевых вод» опубликовано в Интернете в Science Advances, публикации Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS). Авторами исследования, наряду с Ваном, являются Кудзай Фараи Касеке и Мэри К. Сили. Касеке - докторант IUPUI в группе Вана, который сопровождал Вана в полевых исследованиях и является первым автором этой публикации. Сили - эколог пустыни и бывший директор Исследовательского и учебного центра Гобабеба в Намибии, изучавший Намиб более полувека.