Потепление климата ускоряет гидрогеохимические процессы в арктических бассейнах
Сотрудники геологического и географического факультетов МГУ в составе международного коллектива в рамках российско-китайского гранта РНФ подробно исследовали влияние потепления климата на гидрогеохимические процессы в арктических бассейнах с преобладанием вечной мерзлоты. Это явление изучено на основе использования обширной базы данных по химическому составу речных вод за период с 1940 по 2019 год, ранее представленной в https://www.nature.com/articles/s41597-022-01844-y.
Оценка влияния потепления климата на гидрогеохимические процессы, особенно в зоне сплошного распространения многолетней мерзлоты, является чрезвычайно важной научной и практической задачей. Однако естественные фоновые концентрации химических компонентов в реках Восточной Сибири этих регионов и их реакция на потепление климата пока не получили достаточной количественной оценки. Настоящее исследование направлено на устранение этого пробела путем использования обширной базы данных по химическому составу речных вод за период с 1940 по 2019 год. «Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что концентрация общего количества растворенных веществ (TDS) в речных бассейнах Восточной Сибири, преимущественно свободных от многолетнемерзлых грунтов (194,6 ± 256,4 мг/л), примерно в 2,3 раза выше, чем в речных бассейнах со сплошным распространением многолетней мерзлоты (83,7 ± 35,8 мг/л)», − рассказала Екатерина Казак, с.н.с. геологического факультета МГУ.
«Обнаружено, что карбонатное выветривание, играющее фундаментальную роль в глобальном цикле углерода, является доминирующим процессом, контролирующим гидрогеохимические циклы. Концентрация (Ca2+ + Mg2+) как показатель интенсивности карбонатного выветривания чувствительна к потеплению климата и увеличивается со скоростью 0,10 ммоль/(л∙°С). Этот вывод свидетельствует о том, что ускорение процесса выветривания карбонатов, вызванное потеплением климата, уже оказывает влияние на качество местных вод», − сообщила профессор географического факультета МГУ, заведующий кафедрой гидрологии суши Наталья Фролова.
Кроме того, концентрации (Ca2+ + Mg2+) и TDS тесно связаны с переменными, зависящими от температуры (например, толщиной активного слоя многолетней мерзлоты), и факторами, регулирующими эрозию в бассейне (например, осадками, высотой и уклоном бассейна). «В условиях потепления климата сток растворенных веществ (например, вынос TDS и основных ионов) заметно возрастает, особенно в зимний период, что свидетельствует об увеличении выноса в реки грунтовых вод, содержащих минеральные вещества, в результате оттаивания многолетнемерзлых пород», − подчеркнул профессор геологического факультета МГУ, заведующий кафедрой гидрогеологии Сергей Поздняков.
Работа выполнена при поддержке РНФ, проект № 21-47-00008.
На рисунке: Изменения гидрологического режима и химического состава рек в регионах с преобладанием многолетней мерзлоты, которые могут произойти в результате потепления климата.
