Исследование: реки ускоряют таяние арктических льдов с пугающей скоростью
Когда-нибудь Северный Ледовитый океан может перестать покрываться льдом, поскольку северные регионы мира нагреваются быстрее, чем остальные - эту тенденцию ученые называют арктическим усилением. По словам исследователей, по мере таяния арктических льдов перед человеком возникнут новые возможности и проблемы.
Считается, что пресная вода, поступающая в Северный Ледовитый океан с континента, усиливает арктическую амплификацию, но степень ее воздействия до конца не изучена. Новое исследование под руководством Панюшкиной измеряет, как изменился сток реки Енисей - крупнейшей пресноводной реки, впадающей в Северный Ледовитый океан - за последние несколько сотен лет, и описывает влияние пресной воды на Арктику.
Предыдущие исследования связывали последние изменения в зимнем стоке пресной воды в Арктику с потеплением температуры воздуха, сезонными изменениями осадков или снежного покрова. Но более поздние исследования, в том числе исследование Панюшкиной, показывают, что основной причиной является деградация вечной мерзлоты - или мерзлого грунта - а также лесные пожары в Южной Сибири.
Исследование Панюшкиной, финансируемое Полярным отделением Национального научного фонда, опубликовано в журнале Environmental Research Letters.
Данные, собранные приборами в верховьях реки Енисей в Туве, на юге Сибири, имеют лишь отдаленное прошлое. Чтобы преодолеть эту проблему, Панюшкина и ее команда использовали данные о кольцах деревьев, чтобы удвоить количество лет в данных о потоке реки, которые у них были, что позволило им заглянуть на 300 лет назад.
Поток реки, или количество воды, проходящей через определенный участок реки с течением времени, можно определить по изменению толщины колец деревьев в течение многих лет. Из данных можно даже извлечь информацию о потоке в определенные сезоны. Информация о годовом стоке обычно используется водохозяйственными организациями для выявления средних изменений в тенденциях стока. Но Панюшкина и ее команда сделали нечто новое, решив также исследовать зимний сток ручья.
"Мы обнаружили беспрецедентное увеличение зимнего стока за последние 25 лет, - сказала Панюшкина. Этот зимний сток почти на 80% превышает средний показатель, наблюдавшийся в течение примерно 100 лет".
"В отличие от этого, годовой сток колебался нормально в течение 300-летнего периода, а за последние 25 лет он увеличился всего на 7%", - сказала Панюшкина.
Так как зимой в Сибири реки покрываются льдом, измерения скорости течения позволили группе исследователей получить информацию только о речной воде, которая поступает из-под земли, а не с неба. Это включает воду из оттаявшей вечной мерзлоты, а также воду из подмерзлотных водоносных горизонтов, поскольку потеря вечной мерзлоты приводит к увеличению обмена водой между рекой и водоносными горизонтами.
Эти два источника подземных вод теплые по сравнению с холодным воздухом над головой, и когда они в конечном итоге попадают в Северный Ледовитый океан, они растапливают лед. Лесные пожары также считаются одним из факторов таяния арктического льда.
"Мы знаем, что частота и интенсивность лесных пожаров в Сибири увеличивается", - говорит Панюшкина. "Когда пожары происходят в лесах с вечной мерзлотой, происходит глубокое оттаивание под пожаром, и пострадавшая территория часто не восстанавливается до 60 лет. Когда мы имеем масштабные пожары, длительные пожары и более частые пожары, мы, возможно, достигаем критической точки, когда деградация вечной мерзлоты не может вернуться к нормальному состоянию". Лесные пожары также являются еще одним процессом, который увеличивает связь между водоносными горизонтами и потоками ручьев".
По данным исследования, совместное воздействие деградации вечной мерзлоты и пожаров очень сильно в бассейне реки Енисей, где в последние десятилетия в Северный Ледовитый океан поступает больше пресной воды и тепла. В свою очередь, таяние морского льда также усугубляет глобальное потепление.
"Исследовательский интерес к этому региону стремительно растет, потому что температура поверхности здесь прогревается гораздо быстрее, чем где-либо еще в мире", - говорит Панюшкина. "Это горячая точка для исследования климата, и поскольку я выросла там и понимаю, как работает эта система, для меня это естественная тема исследования. Мне также очень интересно узнать, как повлияет освобождение Арктики ото льда на окружающий ландшафт. Люди никогда раньше не видели Арктику без льда, никогда. Мой разум до сих пор не может понять, как Северный Ледовитый океан может быть свободен ото льда"
Ожидается, что к середине века изменение состояния морского льда приведет к улучшению судоходности судов, пересекающих Арктику по открытой воде. Будущий трансарктический судоходный маршрут под названием "Супраполярный путь" соединит Атлантический и Тихий океаны через Арктику, потенциально открывая путь для более широкой трансарктической торговли.
По словам Панюшкиной, для управления и регулирования арктических морей будущего необходимо количественно оценить воздействие арктического усиления.
"Эта серьезная перспектива выхода глобального торгового флота в Арктику открывает ящик Пандоры для геополитических и экологических проблем ближайшего будущего и усиливает настоятельную необходимость создания новой нормативной базы международными организациями для обеспечения адекватной защиты окружающей среды и стандартов безопасности судов", - сказала она.
