Человеческая деятельность сильно влияет на естественный химический состав крупнейшей реки Северной Америки - реки Миссисипи. В новом крупномасштабном исследовании геологи из Университета штата Луизиана в Батон-Руж обнаружили в реке уникальный химический след.
Материалы, содержащие углерод, кислород, азот и серу, накапливаются, разрушаются и перемещаются между атмосферой, пресной водой, океаном и горными породами. Растворенный сульфат является ключевым химическим соединением в этом процессе, и его можно найти почти везде, включая реки, озера, океан и питьевую воду. Чтобы лучше понять, как сульфат переносится между горными породами и океаном, геологи извлекли и проанализировали 135 проб воды реки Миссисипи на наличие растворенного сульфата. Они сравнили соотношение более тяжелых и более легких форм серы и кислорода или их изотопов, что дало им уникальную характеристику для отслеживания. Они обнаружили, что 75 процентов сульфата в реке Миссисипи образуется в результате ржавления минералов пирита в горных породах, что является естественным процессом, который также значительно усиливается деятельностью человека, такой как добыча угля.
«Хотя повышенное содержание сульфата в реке Миссисипи и его изотопные сигнатуры не оказывают непосредственного воздействия на людей, они, безусловно, являются симптомами и еще одним способом оценить величину нашего воздействия на естественные химические циклы», - сказал Брайан Киллингсворт, ведущий специалист. автор исследования, который провел это исследование для своей докторской степени. с Хуймин Бао, профессором Чарльза Л. Джонса на факультете геологии и геофизики ЛГУ. Киллингсворт в настоящее время является исследователем с докторской степенью в Европейском институте морских исследований в Плузане, Франция.
Процесс ржавчины или окисления пирита, в результате которого образуется сульфат, также приводит к образованию кислоты. Кислота может заставить камни, такие как известняк, растворяться быстрее, что может привести к выбросу углекислого газа в атмосферу. Кислота также увеличивает количество растворенных химических веществ из горных пород в реки и может способствовать закислению океана.
Исследование, проведенное в течение четырех лет с 2009 по 2013 год, зафиксировало уникальный период времени для реки Миссисипи, когда она испытала исторические уровни как наводнений, так и засух. В то время как исторические наводнения на сульфат повлияли на удивление мало, процесс окисления пирита пострадал во время засухи.
Это исследование было опубликовано в журнале Environmental Science & Technology. Ученые продолжают исследовать источники и процессы, влияющие на содержание сульфатов в реках и горных породах.