По мере того как арктическая вечная мерзлота тает с беспрецедентной скоростью, она высвобождает значительное количество ртути, представляя серьезную угрозу для пищевой цепи и зависящих от нее сообществ. Ученые из Калифорнийского университета в Дорнсайфе разработали усовершенствованный метод оценки этого риска.
Река Юкон течет на запад через Аляску к Берингову морю, размывая арктическую вечную мерзлоту вдоль своих берегов и перенося осадочные породы вниз по течению. В этих отложениях скрывается ртуть. Поскольку Арктика в результате изменения климата нагревается в 4 раза быстрее, чем в среднем по миру, ртуть, хранившаяся в вечной мерзлоте тысячелетиями, размывается реками и попадает в окружающую среду.
В недавнем исследовании ученые Дорнсайфского колледжа литературы, искусств и наук при Университете Южной Калифорнии представили более точный метод измерения количества ртути, высвобождаемой реками из вечной мерзлоты, и оценки общего количества ртути, ожидающей выброса.
Токсичный металл представляет угрозу для окружающей среды и здоровья 5 млн человек, проживающих в арктической зоне, более 3 млн из которых живут в районах, где вечная мерзлота, как ожидается, полностью исчезнет к 2050 году.
«В Арктике может находиться гигантская ртутная бомба, которая вот-вот взорвется», — говорит соавтор исследования Джош Уэст, профессор наук о Земле и экологических исследований в Университете Южной Калифорнии в Дорнсайфе. Ртуть перемещается из воздуха в землю и воду
Естественная циркуляция атмосферы планеты имеет тенденцию перемещать загрязняющие вещества в сторону высоких широт, что приводит к накоплению ртути в Арктике, объясняет Уэст. По его словам, вечная мерзлота накопила столько ртути, что ее количество может превзойти количество в океанах, почвах, атмосфере и биосфере вместе взятых.
В Арктике растения поглощают ртуть, затем отмирают и становятся частью почвы, которая в итоге замерзает в вечную мерзлоту. В течение тысяч лет концентрация ртути накапливается в замерзшей почве, пока она не оттает, что становится все более распространенным явлением в связи с изменением климата.
Исследовательская группа сосредоточила свое внимание на двух северных деревнях в бассейне реки Юкон на Аляске: Бивер, расположенный примерно в 100 милях к северу от Фэрбенкса, и Хуслиа, находящийся в 250 милях к западу от Бивера.
Предыдущие методы оценки уровня ртути, в которых использовались образцы керна из верхних 3 метров вечной мерзлоты, различались и имели ограничения, связанные с глубиной отбора проб. Стремясь к большей точности, команда проанализировала ртуть в отложениях на речных берегах и песчаных отмелях, проникнув в более глубокие слои почвы.
«Река может быстро мобилизовать большое количество отложений, содержащих ртуть», — говорит Изабель Смит. Исследователи обнаружили, что уровень ртути в отложениях соответствует более высоким оценкам, полученным в ходе предыдущих исследований, что подтверждает, что образцы отложений являются надежным показателем содержания ртути и дают более точное представление о скрытых опасностях вечной мерзлоты.
Кроме того, команда использовала данные дистанционного зондирования со спутников, чтобы следить за тем, как быстро меняется русло реки Юкон, которое естественным образом изменяется с течением времени. Эти изменения в пути реки очень важны, поскольку они влияют на то, сколько отложений, содержащих ртуть, вымывается из берегов реки и откладывается на песчаных отмелях.
Понимание этих динамических сдвигов крайне важно, поскольку помогает исследователям прогнозировать перемещение ртути. При этом, в осадках с более мелкими зернами содержалось больше ртути, чем в отложениях с крупными зернами, что говорит об определенных типах почв, которые могут представлять большую опасность.
«Учет всех этих факторов должен дать нам более точную оценку общего количества ртути, которое может быть высвобождено в результате дальнейшего таяния вечной мерзлоты в течение следующих нескольких десятилетий», — сказал Смит.
В настоящее время ртуть, выделяемая в окружающую среду при таянии вечной мерзлоты, не представляет собой острой токсической угрозы, ее воздействие нарастает со временем. Воздействие увеличивается по мере ее накопления в пищевой цепи, особенно в рыбе и дичи, которые потребляет человек.
Уэст отмечает, что риск заражения через питьевую воду минимален, большая часть воздействия ртути на человека происходит через пищу. Исследователи также подчеркивают, что, хотя река размывает берега и мобилизует отложения, содержащие ртуть, она также переоткладывает эти отложения на песчаных омелях и пляжах вдоль берегов.
По словам Уэста, в реках заново накапливается значительное количество ртути. Чтобы действительно понять, насколько велика угроза, которую представляет ртуть, исследователи должны понять процессы эрозии и перезахоронения.
Долгосрочные последствия могут быть разрушительными, особенно для арктических общин, зависящих от охоты и рыболовства. По словам Смита, десятилетия воздействия, особенно при повышении уровня по мере выброса ртути, могут нанести огромный ущерб окружающей среде и здоровью людей, живущих в этих районах. По словам исследователей, они надеются, что разработанные ими инструменты позволят более точно оценить «ртутную бомбу» в надежде на то, что ее удастся обезвредить.
Ранее исследование показало, что глобальное потепление может превратить тундру из поглотителя углерода в его источник, что усилит изменение климата. Исследование подчеркивает необходимость создания подробных климатических моделей и дальнейшего изучения географических и временных вариаций реакции экосистем.
