Это первый случай, когда в исследовании реки Юкон удалось использовать долгосрочные непрерывные данные о химическом составе воды для документирования гидрологических изменений на такой огромной географической территории и в течение длительного периода времени.Результаты исследования имеют последствия для глобального изменения климата из-за каскадного воздействия таких резких химических изменений на пресноводные, океанические и высокоширотные экосистемы, углеродный цикл и сельские сообщества, которые зависят от рыбы и дикой природы в знаменитом бассейне реки Юкон на Аляске. Исследование было проведено исследователем Райаном Тухи из Центра изучения климата Аляски Министерства внутренних дел и опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
Вечная мерзлота находится ниже большей части поверхности бассейна реки Юкон, бесшумного хранилища тысячелетней замороженной воды, минералов, питательных веществ и загрязняющих веществ. Над вечной мерзлотой находится «активный слой» почвы, который ежегодно замерзает и оттаивает.
Водные экосистемы — а также их растения и животные — зависят от приливов и отливов воды через этот активный слой и его специфического химического состава минералов и питательных веществ.Когда вечная мерзлота тает, активный слой почвы расширяется, и открываются новые пути для воды, протекающей через различные части почвы, коренные породы и грунтовые воды.
Эти новые пути в конечном итоге изменяют химический состав как поверхностных, так и подземных вод.«По мере того, как климат становится теплее, — сказал Тухи, — таяние вечной мерзлоты не только способствует выбросу большего количества парниковых газов в атмосферу, но наше исследование показывает, что это также позволяет транспортировать гораздо больше воды, богатой минералами и питательными веществами. реки, грунтовые воды и, в конечном итоге, Северный Ледовитый океан.
Изменения химического состава Северного Ледовитого океана могут привести к изменениям течений и погодных условий во всем мире ".Другое недавнее исследование, проведенное ученым из Университета Альберты Сюзанной Танк, зафиксировало аналогичные изменения на другой крупной арктической реке, реке Маккензи в Канаде. Поскольку две из этих рек демонстрируют поразительные долгосрочные изменения в химическом составе воды, Тухи отметил, что «эти тенденции убедительно свидетельствуют о том, что потеря вечной мерзлоты приводит к массивным изменениям в гидрологии арктических и северных лесов, которые могут иметь последствия для углеродного цикла, среда обитания рыб и диких животных и другие экосистемные услуги ".
Эффект доминоБассейн реки Юкон, размером с Калифорнию, начинается на северо-западе Британской Колумбии, затем течет на северо-запад через Юкон через внутреннюю часть Аляски к ее дельте, где впадает в Берингово море.
В конце концов, его воды достигают Северного Ледовитого океана; это одна из шести крупных рек, которые играют важную роль в циркуляции и химическом составе Северного Ледовитого океана.Это исследование, в котором анализировались данные за более чем 30 лет, проливает свет на то, как последствия изменения климата уже влияют на эту систему. Исследование, в частности, показало, что река Юкон и один из ее основных притоков, река Танана, испытали значительное увеличение содержания кальция, магния и сульфатов за последние три десятилетия.
Поскольку потеря вечной мерзлоты позволяет большему количеству воды получить доступ к большему количеству почвы и коренных пород, усиление выветривания, скорее всего, объясняет это значительное увеличение. Фактически, годовая пульсация сульфата в реке Юкон подскочила на 60 процентов за последние тридцать лет. Это исследование также предполагает, что грунтовые воды, обогащенные органическим углеродом и другими минералами, вероятно, способствуют этим изменениям.Как долго река остается замерзшей, играет важную роль в эрозии.
Лед на реке Юкон разламывался все раньше и раньше, что часто сопровождалось ужасными наводнениями, разрушающими общины на ее берегах. В то же время река то и дело замерзает. Когда река незамерзает, ее берега и почвы более подвержены эрозии.
Содержание фосфора, часто являющегося продуктом этой эрозии, за декабрь увеличилось более чем на 200 процентов.Все это влияет на водные экосистемы реки Юкон и может в конечном итоге способствовать изменениям в Северном Ледовитом океане.
Вместе, по словам авторов, исследование показывает, что деградация вечной мерзлоты уже коренным образом меняет способ функционирования экосистем северного полушария в высоких широтах.