Реки Арктики ржавеют из-за таяния вечной мерзлоты, и это не остановить

Учёные давно замечали тревожные изменения в реках Аляски: вода в них приобретала оранжевый оттенок, а экосистемы начинали деградировать. Теперь причина окончательно подтверждена и задокументирована в новом исследовании, опубликованном в журнале Communications Earth & Environment.

Исследовательская группа ещё в прошлом году зафиксировала оранжевую взвесь в районе хребта Брукс на Аляске. Тогда речь шла о токсичных частицах железа, смертоносных для местной фауны. Новая работа стала продолжением того исследования и окончательно подтвердила первоначальную гипотезу: источник загрязнения – таяние вечной мерзлоты.

Деградация мерзлоты создаёт новые пути для воды внутри слоёв почвы. Это позволяет ей взаимодействовать с соединениями железа и другими веществами, которые в ином случае оставались бы погребены глубоко под землёй. Процесс запускает химическую цепочку, финалом которой становится та самая ржавая окраска рек.

Учёные выявили два отдельных механизма этого явления. На больших высотах потепление провоцирует кислотный дренаж горных пород – процесс, типичный для действующих или заброшенных шахт. Автор исследования, биохимик Тим Лайонс из Калифорнийского университета в Риверсайде, пояснил механизм так:

Когда пирит вступает в контакт с водой, он распадается на железо и серу, образуя серную кислоту, сульфаты и другие токсичные металлы. Когда богатая железом вода смешивается с кислородом, железо превращается в ржавчину, которая окрашивает воду и оседает на дне.

На низких высотах картина иная: там в болотах обитают микробы, которые по мере таяния мерзлоты меняют свою активность. Бактерии поглощают железо, переводят его в растворимые формы и возвращают в воду, где соединения окисляются и тоже "ржавеют". Оба процесса происходят одновременно и охватывают обширные территории северной Аляски.

Экологические последствия могут быть катастрофическими. Мелкие частицы железа способны распространяться на расстояние более 100 километров от источника загрязнения. Исследователи перечисляют конкретные угрозы для экосистем: помутнение рек, гибель водорослей, разрушение популяций насекомых и закупорка жабр у рыб.

Это началось как сигнал тревоги в хребте Брукс, но теперь такие сигналы звучат повсюду. Подобное явление уже наблюдается в России и будет распространяться везде, где есть подходящая геология и рост температур. Вы бы подумали, что хоть какая-то экосистема сможет укрыться от последствий потепления. Но нет. Безопасных мест не осталось.

Вместе с тем исследование даёт и практический инструмент для прогнозирования. Учёные обнаружили временной лаг между потеплением и выбросом железа в реки: жаркое лето с глубоким снежным покровом сигнализирует о масштабном "ржавении" в следующем году. В сочетании с мониторингом температуры грунта это позволяет заблаговременно предупреждать местных жителей и принимать защитные меры.

Остановить этот процесс, когда он уже начался, невозможно. Но мы можем предупредить тех, кто живёт ниже по течению, и приложить все усилия, чтобы защитить места, которые ещё не затронуты.