Утрата вечной мерзлоты из-за быстрого потепления на Аляске приводит к значительным изменениям в химическом и гидрологическом составе пресной воды в бассейне реки Юкон на Аляске с потенциальными последствиями для глобального климата.
Это первый случай, когда в исследовании реки Юкон удалось использовать долгосрочные непрерывные данные о химическом составе воды для документирования гидрологических изменений на такой огромной географической территории и в течение длительного периода времени.
Результаты исследования имеют последствия для глобального изменения климата из-за каскадного воздействия таких резких химических изменений на пресноводные, океанические и высокоширотные экосистемы, углеродный цикл и сельские сообщества, зависящие от рыбы и диких животных на Аляске. Знаменитый бассейн реки Юкон. Исследование было проведено исследователем Райаном Тухи из Центра изучения климата Аляски Министерства внутренних дел и опубликовано в Geophysical Research Letters.
Вечная мерзлота находится под большей частью поверхности бассейна реки Юкон, молчаливое хранилище тысячелетней замороженной воды, минералов, питательных веществ и загрязняющих веществ. Над вечной мерзлотой находится «активный слой» почвы, который ежегодно замерзает и оттаивает. Водные экосистемы, а также их растения и животные зависят от приливов и отливов воды через этот активный слой и его специфического химического состава минералов и питательных веществ.
Когда вечная мерзлота оттаивает, активный слой почвы расширяется и открываются новые пути для протекания воды через различные части почвы, коренных пород и грунтовых вод. Эти новые пути в конечном итоге изменяют химический состав как поверхностных, так и подземных вод.
«По мере того, как климат становится теплее, - сказал Тухи, - тающая вечная мерзлота не только приводит к выбросу в атмосферу большего количества парниковых газов, но и, как показывают наши исследования, она также позволяет богатеть минералами и питательными веществами. вода для транспортировки в реки, подземные воды и, в конечном итоге, в Северный Ледовитый океан. Изменения в химическом составе Северного Ледовитого океана могут привести к изменению течений и погодных условий во всем мире».
Другое недавнее исследование ученого из Университета Альберты Сюзанны Танк зафиксировало аналогичные изменения на другой крупной арктической реке, реке Маккензи в Канаде. Тухи отметил, что две из этих рек демонстрируют поразительные долгосрочные изменения в химическом составе воды, и «эти тенденции убедительно свидетельствуют о том, что потеря вечной мерзлоты приводит к массовым изменениям в гидрологии в арктических и бореальных лесах, которые могут иметь последствия для углеродного цикла. среда обитания рыб и диких животных и другие экосистемные услуги».
Эффект домино
Бассейн реки Юкон, размером с Калифорнию, начинается на северо-западе Британской Колумбии, затем течет на северо-запад через Юкон через внутренние районы Аляски к ее дельте, где она впадает в Берингово море. В конце концов его воды достигают Северного Ледовитого океана; это одна из шести крупных рек, играющих важную роль в циркуляции и химическом составе Северного Ледовитого океана.
Это исследование, в котором проанализированы данные за более чем 30 лет, проливает свет на то, как последствия изменения климата уже влияют на эту систему. Исследование показало, что в реке Юкон и одном из ее основных притоков, реке Танана, за последние три десятилетия значительно увеличилось содержание кальция, магния и сульфатов.
Поскольку потеря вечной мерзлоты позволяет большему количеству воды получить доступ к большему количеству почвы и коренных пород, усиление выветривания, скорее всего, объясняет это значительное увеличение. На самом деле годовой пульс сульфатов в реке Юкон подскочил на 60 процентов за последние тридцать лет. Это исследование также предполагает, что подземные воды, обогащенные органическим углеродом и другими минералами, вероятно, способствуют этим изменениям.
Важную роль в эрозии играет то, как долго река остается замерзшей. Лед на реке Юкон тает все раньше и раньше, что часто сопровождается сильными наводнениями, опустошающими населенные пункты на ее берегах. В то же время река замерзает все позже и позже. Когда река не замерзает, ее берега и почвы более подвержены эрозии. Фосфор, часто являющийся продуктом этой эрозии, увеличился более чем на 200 процентов в течение декабря.
Все эти увеличения влияют на водные экосистемы реки Юкон и могут в конечном итоге способствовать изменениям в Северном Ледовитом океане. В совокупности, говорят авторы, исследование показывает, что деградация вечной мерзлоты уже коренным образом меняет то, как функционируют экосистемы высоких широт Северного полушария.