Ученые МГУ определили происхождение взвеси, поступающей в арктические моря с речным стоком
Гидрологи географического факультета МГУ рассчитали пути движения взвесей в пределах речных бассейнов крупнейших рек северной Евразии: Оби, Енисея и Лены. Поскольку в составе наносов присутствуют опасные соединения, например, тяжелые металлы, данные о причинах, по которым твердые частицы попадают в воду, позволят прогнозировать опасность распространения подобных загрязнителей по крупным водным артериям нашей страны. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Catena.
Реки, впадающие в арктические моря, являются важнейшим фактором изменений, происходящих в этих акваториях. Вместе с водой, теплом, и растворенными элементами, реки выносят в Арктику твердые частицы (речные наносы, взвеси), являющиеся важнейшей частью химического потока. В состав наносов входят опасные соединения, например, тяжелые металлы, Потепление и таяние наземной и субаквальной мерзлоты в бассейнах рек криолитозоны приводит к значительной мобилизации захороненного ранее наземного органического вещества, увеличению его выноса в море и включению в современный биогеохимический цикл углерода. Вынос углерода также происходит в основном в составе взвесей. Ученые отслеживают количество и происхождение твердых частиц, переносимых реками. Однако российские реки, даже самые крупные, до сих пор остаются плохо изученными, хотя именно они определяют значительную часть процессов в Арктике.
Исследователи географического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова оценили вклад различных компонентов в образование наносов трех крупных сибирских рек — Оби, Енисея и Лены, в сумме покрывающих более 14% площади всей Евразии на основе интегральных измерений в замыкающих створах этих рек, а также с использованием гидродинамических расчетов, моделирования бассейновых эрозионных процессов и ГИС-оценки объема размыва берегов.
На основе полученных данных ученые определили скорость разрушения почвенного покрова каждой территории. Оказалось, что в наибольшей степени почвенной эрозии подвергаются водосбор реки Обь: смыв почв более чем в полтора раза превышает значения, характерные для водосборов Лены и Енисея. Это объясняется тем, что верховья водосбора Оби имеют более благоприятные климатические условия и в большей степени используется для сельского хозяева, что усиливает процессы почвенной эрозии.
Кроме того, созданные спутниковые модели позволили оценить скорости размыва берегов на этих огромных территориях и оценить объемы выноса грунтов в реки за счет размывов берегов. Процесс деградации вечной мерзлоты приводит к ускорению русловой эрозии, а, следовательно, и увеличению поступления наносов в реки. Ученые считают, что именно этим и можно объяснить тот факт, что русловая эрозия на Лене практически в 2 раза превышает подобные показатели на Оби и почти в 10 раз – на Енисее. Также, опираясь на балансовые расчеты, авторы заключили, что роль русловой эрозии в формировании наносов в нижних течениях рек сильно возрастает по сравнению с размывами почв на водосборах.
При этом современные объемы речного стока не в состоянии справиться с количеством материала, поступающего в реки в результате размыва почв и берегов рек. В следствии этого, более 90% всего эродируемого материала на водосборах рек не может достичь нижних течений и задерживается на склонах, в поймах и руслах рек.
«Знание факторов формирования и транспорта стока речных наносов позволяет оценить компоненты баланса наносов для различных речных систем и тем самым прогнозировать риски переноса реками загрязняющих веществ, их изменения в будущих климатических условиях», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Сергей Чалов, доктор географических наук, доцент кафедры гидрологии суши МГУ имени М. В. Ломоносова.
