В одном из самых холодных и сухих мест на Земле ученые CU Boulder разработали возможный ответ на давнюю загадку о химии потока, который может иметь широкие последствия для водосборов и качества воды во всем мире.
В новом исследовании, проведенном в засушливом районе Антарктиды МакМердо (Сухие долины) (MDV), было изучено почти повсеместное явление, при котором потоки во всех климатических условиях, независимо от их скорости потока , имеют тенденцию поддерживать удивительно постоянную концентрацию растворенных минералов при их движении по ландшафту. Другими словами, движущаяся вода сохраняет свой химический состав независимо от того, идет она быстро или медленно.
Сухие, нетронутые условия Антарктиды предлагают обтекаемую, хотя и обширную, естественную лабораторию, чтобы проверить, почему это так.
«Регион MDV обеспечивает идеальные условия для гидрологических исследований», — сказал Адам Влостовски, ведущий автор исследования и научный сотрудник в Институте арктических и альпийских исследований CU Boulder (INSTAAR). «Здесь у нас есть только один источник воды — таяние ледников — и нет глубоких подземных вод, а вечная мерзлота действует как физический барьер для потока. Ограничивая количество переменных, мы можем многому научиться».
Исследование, подробно описанное в журнале Geophysical Research Letters , исследовало семь различных ручьев в долине Тейлор, где талые воды стекают в покрытые льдом озерные бассейны всего за несколько часов или недель, по сравнению с месяцами или годами в регионе Скалистых гор. Как таковые, антарктические потоки имеют очень мало возможностей для застоя в ландшафте.
«Мы ожидали, что вода на выходе из ручья будет выглядеть как вода в верхней части ледника из-за ограниченного взаимодействия с минералами», — сказал Влостовски. «И мы думали, что при увеличении потока концентрация будет уменьшаться. Это не оказалось правдой. Изменений практически не было даже при изменении потока».
Результаты показывают, что высокий уровень химического выветривания — процесс, при котором твердые минералы растворяются, подобно каменной соли в луже теплой воды, — является основным механизмом этого явления потока.
«Эти потоки антарктической полярной пустыни являются одними из самых быстрых химических выветриваний в мире, потому что их пласты состоят из свежих отложений, которые видят воду только в течение 6-10 недель в год», — сказал Майкл Гузефф, профессор кафедры CU Boulder. гражданского, экологического и архитектурного проектирования. «Это еще один важный урок, который мы узнали об этой экосистеме, которую можно перенести в другие части мира».
По словам Влостовски, исследование подчеркивает ценность долгосрочного сбора данных, что делает возможным изучение гидрологических явлений. В этом случае он и его коллеги опирались на более чем 20-летний опыт наблюдений за потоком воды, собранный в рамках проекта «Долгосрочные экологические исследования» (LTER) Национального научного фонда «Макмердо», который финансирует и поддерживает студентов и преподавателей Университета Боулдера в течение более двух десятилетий. ,
Новое исследование способствует пониманию высокого уровня того, как потоки ведут себя геохимически, и подчеркивает важность водотоковых коридоров в формировании качества воды, прежде чем она достигнет своей конечной точки.
«Поскольку практика изменения климата и землепользования меняется во всем мире, мы хотим быть в состоянии предсказать, как качество и количество речной воды могут измениться в ответ», — сказал Влостовски. «Мы можем применить уроки из этих относительно упрощенных гидрологических систем в Антарктике к умеренным водоразделам, где последствия для окружающей среды для человека могут быть намного выше».
Теги: Антарктида, океан
