Новости

26 июня, 2023 16:29

Ученые определили происхождение взвеси, поступающей в арктические моря с речным стоком

Ученые рассчитали пути движения взвесей — мелких твердых частиц — в бассейнах крупнейших рек северной Евразии — Оби, Енисея и Лены. Поскольку речные взвеси переносят такие опасные соединения как тяжелые металлы, а также определяют вынос материкового углерода в составе органических соединений в Мировой океан, данные о причинах, по которым твердые частицы попадают в воду, позволят прогнозировать последствия климатических изменений и антропогенного воздействия в Арктике. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Catena.
Эрозия почв, находящихся на территориях водосборов рек Обь, Енисей и Лена. Источник: Chalov and Ivanov / Catena, 2023

Крупные реки, такие как Обь, Енисей и Лена, играют огромную роль в водном балансе арктических морей и, следовательно, в формировании климата Арктики. Вместе с водой, теплом и растворенными веществами реки выносят в Арктику твердые частицы, также называемые речными наносами, которые составляют важную часть химического стока. В состав наносов входят опасные соединения, например, тяжелые металлы. Кроме того, взвеси переносят продукты таяния вечной мерзлоты, в частности, захороненные в ней органические вещества, вынос которых в моря в условиях изменения климата увеличивается. В связи с этим 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 из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) оценили вклад различных компонентов в образование наносов трех крупных сибирских рек — Оби, Енисея и Лены, в сумме покрывающих 14% площади всей Евразии. Авторы смоделировали процессы разрушения почвы (эрозии) на водосборах рек (территорий, с которых в реки поступает вода), составили геоинформационные модели, отображающие степень размыва берегов, и оценили объемы наносов, накапливающихся на склонах, поймах и в водохранилищах.

На основе полученных данных ученые определили скорость разрушения почвенного покрова каждой территории. Оказалось, что в наибольшей степени почвенной эрозии подвергается водосбор реки Обь: здесь смыв почв более чем в полтора раза превышает значения, характерные для водосборов Лены и Енисея. Это объясняется тем, что верховья Оби имеют более благоприятные климатические условия, в связи с чем в большей степени используются для сельского хозяйства, которое усиливает процессы почвенной эрозии.

Кроме того, созданные геоинформационные модели позволили оценить скорости размыва берегов на этих огромных территориях и определить объемы грунтов, которые попадают в реки за счет изменения их русел. Так, деградация вечной мерзлоты приводит к ускорению русловой эрозии, а, следовательно, и большему поступлению наносов в реки. Ученые считают, что именно этим и можно объяснить тот факт, что русловая эрозия на Лене практически в два раза превышает подобные показатели, характерные для Оби, и почти в десять раз — Енисея. Также, опираясь на результаты математических расчетов, авторы заключили, что в нижних течениях рек — то есть местах, примыкающих к океану, — русловая эрозия оказывает больший вклад в формирование наносов, чем размыв почв на прилегающих территориях.

При этом современные объемы речного стока не в состоянии справиться с количеством материала, попадающего в реки в результате размыва почв и берегов рек. Из-за этого более 90% всех наносов не достигает нижних течений и задерживается на склонах, в поймах и руслах рек.

«Материк и океан находятся в постоянном взаимодействии. В Арктике, в зоне вечной мерзлоты, за счет потепления скорости этого взаимодействия растут — реки активнее «питают» арктические моря. Современные технологии и базы данных впервые дали возможность ответить на вопрос: откуда, сколько и как в арктические моря поступают наносы с территорий бассейнов Оби, Енисея и Лены, а это 14% площади Евразии. Эти фундаментально значимые оценки позволят прогнозировать риски переноса реками загрязняющих веществ и 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.

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ

18 июля, 2024
Чувствительный к летучим соединениям молока «электронный нос» с 83% точностью оценил количество бактерий в продукте
Ученые создали датчик, который, подобно человеческому носу, улавливает летучие соединения, содержа...
18 июля, 2024
Кристаллографы СПбГУ расшифровали структуру минерала, открытого более 70 лет назад
Международная группа ученых под руководством кристаллографа Санкт-Петербургского государственного ун...