Подземные воды Арктики поставляют в океан больше углерода, чем считалось ранее

Фото из открытых источников

По данным нового исследования Техасского университета в Остине, относительно небольшое количество грунтовых вод, протекающих через тундру Аляски, выбрасывает огромное количество углерода в океан, что может способствовать изменению климата. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Исследователи узнали, что хотя грунтовые воды составляют лишь часть воды, сбрасываемой в море, они высвобождают около 230 тонн органического углерода в день вдоль почти 2000-километровой береговой линии моря Бофорта летом. Это количество углерода сопоставимо с тем, что свободно текущие реки в этом районе высвобождают в летние месяцы.

«Это исследование показывает, что летом через сброс пресных грунтовых вод высвобождается огромное количество органического углерода и углекислого газа», — сказала руководитель исследования Кансу Демир.

По словам Демир, поскольку тундра продолжает таять, а поток подводных грунтовых вод усиливается, отток углерода с берега в море может фактически сделать поверхностные воды океана источником углерода для атмосферы. Выделяющийся через грунтовые воды CO 2 также может способствовать закислению океана.

Исследование является первым, в котором прямые наблюдения показывают, что пресная вода сбрасывается в подводную среду океана, где побережье встречается с морем. До этого исследования считалось, что наличие сброса пресной подводной грунтовой воды в этой области Арктики очень ограничено.

Исследование также является первым, в котором пресная вода, которая может состоять из дождевой воды, таяния снега, талого мелкого льда и, возможно, некоторого количества таяния вечной мерзлоты, была выделена из общего сброса грунтовых вод. Предыдущие исследования сброса грунтовых вод в Арктике включали рециркулированную соленую воду, которая просачивалась в землю с побережья.

Используя прямые наблюдения, численное моделирование, тепловые и гидравлические методы, исследователи обнаружили, что летом пресные грунтовые воды, поступающие в море Бофорта к северу от Аляски, составляют 3–7% от общего сброса трех крупных рек в этом районе. Этот объем воды на удивление велик, по словам Демир, он сопоставим с объемами сброса пресных грунтовых вод в умеренных регионах более низких широт. Хотя объем грунтовых вод пропорционально мал по сравнению с общим речным стоком, он содержит сопоставимое количество углерода.

«В этом небольшом количестве воды грунтовые воды несут почти столько же органического углерода и азота, сколько и реки», — сказала она.

Подземные воды перемещаются под поверхностью через почвы и отложения, продвигаясь к побережью, собирая по пути органические вещества, неорганические вещества и питательные вещества. Когда они взаимодействуют с вечной мерзлотой, они могут получать особенно большие объемы углерода. Вечная мерзлота похожа на подземный эстуарий — она удерживает большие объемы воды и органических веществ. Когда лед тает и становится частью потока грунтовых вод , он может принести с собой огромное количество углерода.

«Арктическое побережье меняется у нас на глазах», — говорит Баяни Карденас, соавтор этого исследования и профессор кафедры наук о Земле и планетах Школы Джексона. «По мере таяния вечной мерзлоты она превращается в прибрежные и подводные водоносные горизонты. Даже без этого таяния наши исследования являются одними из первых, которые напрямую показывают существование таких водоносных горизонтов».

Помимо вклада в глобальное изменение климата, этот огромный приток углерода и азота может иметь серьезные последствия для прибрежной экологии Арктики, сказала Демир. Например, закисление океана может привести к повышению уязвимости некоторых организмов, которые живут на морском дне и под ним, таких как ракообразные, моллюски и улитки.

Поскольку вечная мерзлота продолжает таять под воздействием изменения климата, количество пресной воды, поступающей в морские глубины, может увеличиться, что приведет к еще большему выбросу парниковых газов в прибрежные воды.