Чтобы разобраться в причинах окрашивания рек, команда ученых изучила обширный горный регион хребта Брукса на Аляске, затем сосредоточилась на конкретной речной системе и отдельном ручье. Такой подход позволил связать масштабные закономерности с конкретными процессами на местах.
«На средних, более лесистых высотах ничего особенного не происходит. Но на больших и малых высотах мы наблюдали совершенно разные явления», — говорит автор исследования, почетный профессор математики и биологии Тихоокеанского университета Аляски Роман Диал.
На больших высотах проблема начинается в каменистом грунте, содержащем пирит — железосодержащий минерал, который называют «золотом дураков». Много лет мерзлая земля защищала этот минерал от соприкосновения с водой и воздухом. Потепление запустило процесс кислотного дренажа горных пород, который обычно связан с добычей полезных ископаемых, но в данном случае происходит естественным образом на огромной территории.
«Когда пирит соприкасается с водой, он распадается на железо и серу, образуя серную кислоту, а также сульфаты и другие токсичные металлы», — объясняет биогеохимик из Калифорнийского университета в Риверсайде Тим Лайонс. Когда богатая железом вода смешивается с кислородом, железо превращается в частицы, похожие на ржавчину, окрашивающие воду и донные отложения в оранжевый цвет.
На низких высотах история другая. Здесь ландшафт покрыт заболоченными участками, которые меняют форму и расширяются по мере таяния вечной мерзлоты. В этих сырых местах почвы бедны кислородом, поэтому микробы «дышат» железом вместо кислорода. Они превращают железо в водорастворимую форму, которая просачивается в ручьи и при встрече с кислородом вызывает ржавление.
Исследование также выявило эффект задержки, который может помочь предсказать будущее загрязнение. Железо, высвобожденное во время одного периода оттаивания, может оказаться в ловушке, а затем смыться в реки на следующий год. «Это означает, что мы можем использовать температуру грунта для прогнозирования качества воды в будущем», — говорит эколог Университета Аляски Пэдди Салливан, который впервые заметил драматические изменения рек в 2019 году.
Экологические последствия такого явления очень серьезные. Мелкие частицы железа могут оставаться взвешенными в воде на расстояние более 100 километров, замутняя реки, подавляя рост водорослей и забивая жабры рыб. В Аляске и соседней Канаде эти изменения, вероятно, влияют на популяции лосося.
«Это уже происходит в России и будет продолжаться везде, где есть подходящая геология и повышение температуры», — предупреждает Лайонс. Проблема в том, что в отличие от загрязнения от горнодобывающих предприятий, этот процесс распространен на огромных территориях и его трудно контролировать.
Ранее ученые выяснили, что природные пожары отравляют речную воду на годы вперед.
Источник: hi-tech.mail.ru