Быстрое исчезновение ледников в Арктике изменяет гидрологический, биогеохимический и экологический циклы всех экосистем региона. В частности, становятся доступными ранее скрывавшиеся подо льдом арктические почвы, которые содержат большое количество органического углерода, ртути и других токсичных металлов. Быстрое повышение температуры вызывает повсеместное оттаивание вечной мерзлоты, что влияет на гидрологию всего региона. Создаваемые новые потоки воды и воздействие открытого воздуха изменяют почву и породы, которые на протяжении тысячелетий находились подо льдом. Содержащиеся в них токсичные металлы затем переносятся в нижестоящие водные пути.
В 2018 году Джонатан О'Доннелл, американский эколог из сети инвентаризации и мониторинга Арктики Службы национальных парков (NPS) США, заметил, что оттаивание вечной мерзлоты угрожает водотокам горного хребта Брукс на Аляске. В частности, он обнаружил, что одна из рек, спадающих с горы, приобрела ржавый оттенок, тогда как годом ранее она была совершенно прозрачной. Облетев этот район на вертолете со своими коллегами, он смог обнаружить, что это явление распространяется и на другие реки. «Чем дольше мы летели, тем больше мы начали замечать оранжевых рек и ручьев», - объясняет он в опубликованном Калифорнийским университетом в Дэвисе заявлении. «Есть определенные ручьи, которые выглядят почти как молочно-апельсиновый сок», - добавляет он.
Первоначально исследователи предполагали, что эти оранжевые оттенки были результатом дренажа кислых шахт. Однако никаких шахт не было обнаружено вблизи рек с изменившимся цветом воды, не говоря уже о том, что они находятся на федеральных охраняемых территориях, находящихся в ведении бюро землепользования, службы охраны рыбных ресурсов и дикой природы, а также в национальных парках Ворота Арктики и Долина Кобук.
Затем команда предположила, что это загрязнение могло произойти в результате таяния вечной мерзлоты. Металлические руды, когда-то находившиеся подо льдом, подверглись воздействию воды и кислорода из воздуха, что привело к выделению кислоты и металлов.
В ходе своего исследования исследователи выявили 75 загрязненных рек и ручьев, расположенных на площади около 700 000 квадратных километров. «Цветные реки настолько велики, что мы можем видеть их из космоса», — говорит Бретт Пулин из Калифорнийского университета в Дэвисе, соавтор исследования, опубликованного в журнале Communications Earth & Environment. «Они очень красочными, их можно увидеть из космоса», - добавляет он. Изучая спутниковые снимки, они также обнаружили, что загрязнение началось еще в 2008 году.
Затем они собрали первый набор образцов пород в этих реках в июне-августе прошлого года. После анализа они обнаружили, что в них содержится большое количество растворенных минералов, выделяющих большое количество железа, цинка, никеля, меди и кадмия. Оранжевый цвет, кстати, указывает на сильное преобладание железа.
Кроме того, некоторые образцы имели pH 2,3, что соответствует кислотности уксуса или лимонного сока. Образующаяся жидкость, обладающая высокой коррозионной способностью, может вызывать процесс обратной связи, выделяющий больше токсичных металлов.
В этой связи ученые заявляют, что загрязнение этих рек может оказать серьезное влияние на качество воды и рыболовство во всех водоразделах региона. По мере потепления климата это явление может распространиться дальше и превратить здоровые районы в деградировавшие среды обитания, которые наносят ущерб водному биоразнообразию. «Со временем проблема медленно распространяется от небольших верховьев к более крупным рекам», - говорит О'Донелл.
Металлы и кислотность воды могут, например, препятствовать развитию беспозвоночных, что, в свою очередь, может нанести вред животным, которые зависят от них, таким как рыбы и водоплавающие птицы. Это также может нарушить цикл миграции рыб, что окажет значительное влияние на местные сообщества, не говоря уже о загрязнении запасов питьевой воды. С другой стороны, потеря вечной мерзлоты также может привести к выбросу в атмосферу большего количества парниковых газов или распространению спящих вирусов, что может спровоцировать новые пандемии.
В качестве следующего шага исследователи планируют продолжить изучение потенциального воздействия этого загрязнения на рыболовство и питьевую воду.
