Международный коллектив ученых оценил средний годовой вынос органического углерода водами Енисея в Северный Ледовитый океан, сообщает издание «Наука в Сибири». Полевые наблюдения прошли в низовьях реки, в городе Игарка.
В коллектив вошел Никита Иванович Тананаев, кандидат географических наук и сотрудник Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН (Якутск). Он отмечает, что глобальный круговорот углерода очень важен, так как влияет на климат планеты. К сожалению, реки — наименее изученная часть этого круговорота. Для его исследования необходим продолжительный мониторинг многих параметров, но ни растворенный, ни взвешенный углерод не входят в число основных данных, которые фиксируются наблюдательной сетью Росгидромета.
Всё, что переносится рекой в толще потока, в основном, — частички почвы разных размеров, смытые дождями или ручьями со склонов либо попавшие в поток при размыве берегов и русла. Специалисты называют их наносами. Они могут быть минеральными или органическими. Углерод, содержащийся в органической части взвешенных наносов, — как раз взвешенный органический углерод. Он появляется при разложении растительного опада (листьев, хвои, коры и так далее), либо же вымывается из почвы. Однако есть еще и антропогенное влияние, в первую очередь, если добыча полезных ископаемых ведется при помощи драг.
Для того чтобы получить необходимые результаты, исследователи использовали модель SWAT (Soil & Water Assessment Tool). Она разработана специалистами из Франции и США и описывает уравнениями различные гидрологические процессы, происходящие на водосборе: снеготаяние, впитывание воды в почву и ее движение по поверхности и в толще земли. По словам Никиты Тананаева, SWAT хорошо зарекомендовала себя в других регионах.
«Для моделирования, если речь идет о большом водосборе, подготавливаются карты растительности, типов почвы, рельефа, а также гидрологической сети, — объясняет ученый. — Большой водосбор затем делится на множество более маленьких, в пределах которых ландшафтные условия (рельеф, растительность, почвы) однородны. Дальше в качестве входных данных в модели используются реальные, полученные в результате наблюдений, климатические переменные: температура воздуха и количество выпавших осадков. Эти метеоданные закладываются в модель, и затем происходит расчет расхода воды в заданном створе — в нашем случае это пост Игарка. Он был выбран, потому что для него есть исторические данные гидрологического мониторинга с суточным временным разрешением, то есть можно сравнить смоделированные значения с реально существовавшими и оценить качество модели. В нашем случае оно для разных лет было разным, но в среднем мы его объективно, с помощью нескольких критериев, оценили как очень хорошее».
Сток взвешенных наносов в последние годы сильно увеличился. Ученым остается установить их источники, например, более интенсивный размыв берегов, усиление сельскохозяйственной эрозии и активизация золотодобычи в Северо-Енисейском районе Красноярского края. Изменение показателя наносов может быть, в том числе, индикатором целого пласта экологических проблем. Известно, что многие металлы-загрязнители адсорбируются на частицах наносов и в таком виде попадают в организмы водных обитателей и человека, оказывая негативное влияние.
Также исследователи выяснили, что в среднем с водосборов, не подстилающихся мерзлотой, сток органического углерода больше, чем с тех, где она есть. Иными словами, при ее таянии вынос органического углерода может увеличиваться, что потенциально приведет к усилению парниковых эффектов в атмосфере.
Статья об исследовании также опубликована в журнале Water Research. Фото c сайта pixabay.com