Скелі, що розмиваються, прилягають до лагуни Елсон поблизу Уткіагвіка, Аляска. Авторство: Майкл Роулінз
Нове дослідження UMass Amherst проливає світло на погано вивчені процеси впливу вуглецю, розчиненого в арктичних річках, на наш світ.
У двох нещодавно опублікованих статтях Майкл Роулінз, професор кафедри наук про землю Массачусетського університету в Амгерсті та заступник директора Дослідницького центру кліматичних систем, досяг значних успіхів у розширенні нашого розуміння вуглецевого циклу в Арктиці — або того, як це вуглець переноситься між сушею, океаном і атмосферою. Щоб краще зрозуміти майбутні тенденції в атмосферному вуглекислому газі та пов’язане з ним глобальне потепління, нам потрібна більш повна картина циклу вуглецю між резервуарами в нашому світі.
«Було проведено багато досліджень, які вивчали вертикальний потік вуглецю з землі в атмосферу», — каже Роулінз. Цей вертикальний потік включає такі речі, як спалювання викопного палива, лісові пожежі, витік газу метану та викиди від танення вічної мерзлоти. Але є ще одна частина циклу — горизонтальна. «Набагато менше уваги приділялося тому, як вуглець переноситься з суші в океан через річки», — каже Роулінз.
Коли вода тече по суші, у струмки та річки, вона збирає вуглець, зрештою несучи його аж до моря. Невелика, але незначна кількість цього розчиненого органічного вуглецю (DOC) «виділяється» з річкової води в атмосферу як парниковий газ. Те, що залишається, тече в океан, де стає ключовою частиною прибережних харчових мереж.
Тим не менш, ми знаємо відносно мало про ці бокові потоки вуглецю в бік океану, особливо в Арктиці, де вимірювання рідкісні і де швидке потепління призводить до інтенсифікації гідрологічного циклу, збільшення стоку та відтавання вічної мерзлоти.
Ось де дві статті Роулінза, опубліковані в Журнал геофізичних досліджень та Екологічні листи, увійдіть.
Роулінз та його співавтори модифікували числову модель, яка точно фіксує сезонне накопичення снігу, а також замерзання та відтавання ґрунтів, додавши облік виробництва, розкладання, зберігання та «завантаження» DOC у потоки та річки. Тепер модель вражаюче моделює кількість вуглецю, що стікає в річки регіону точність. Це перша модель, яка фіксує сезонні коливання кількості DOC, що експортується в океан, помітний градієнт зі сходу на захід у 24 дренажних басейнах на Північному схилі Аляски та відносно однакову кількість DOC, що тече через річки, що стікають на північ, і через із західним стіканням.
Мабуть, найважливіше те, що модель вказує на зростання кількості прісної води та DOC, які експортуються до прибережної лагуни на північному заході Аляски. Особливо виділяється 2019 рік із масовим експортом DOC із прісної води, який майже втричі перевищив обсяг, експортований на початку 1980-х років. «Збільшення експорту прісної води впливає на солоність та інші компоненти водного середовища лагуни», — каже Роулінз. Зміни пов’язані зі збільшенням кількості опадів, особливо влітку, та наслідками потепління та відтавання ґрунтів. «Найбільше збільшення прісної води та DOC, — каже Роулінз, — відбувається восени, що не дивно, враховуючи значні втрати морського льоду в сусідніх морях Бофорта та Чукотському морях, у свою чергу, пов’язаних із нашим потеплінням клімату».
Зрештою, ця нова модель може допомогти вченим уточнити базові показники вуглецю та краще зрозуміти, як глобальне потепління змінює цикл вуглецю на Землі.
Список використаної літератури:
«Моделювання надходження наземного розчиненого органічного вуглецю в річки Західної Арктики», Майкл А. Роулінз, Крейг Т. Конноллі та Джеймс В. Макклелланд, 30 серпня 2021 р., Журнал геофізичних досліджень: Biogeosciences.
DOI: 10.1029/2021JG006420
«Збільшення надходження прісної води та розчиненого органічного вуглецю до лагуни Елсон на північному заході Аляски», Майкл А. Роулінз, 12 жовтня 2021 р., Екологічні листи.
DOI: 10.1088/1748-9326/ac2288
Це дослідження було підтримано Міністерством енергетики США, Національним управлінням з аеронавтики та дослідження космічного простору та Національним науковим фондом, а також пов’язано з проектом DOE Experiments Next-Generation Ecosystem Experiments-Arctic (NGEE-Arctic), NASAАрктичний експеримент бореальної вразливості (ABoVE) і проект довгострокових екологічних досліджень екосистем лагуни Бофорта (BLE-LTER), який підтримує NSF.
