Река Юкон течёт на запад через Аляску к Берингову морю, размывая арктическую вечную мерзлоту вдоль берегов и перенося осадок вниз по течению. В этом осадке скрывается токсичный безбилетник: ртуть.
Поскольку Арктика нагревается с изменением климата, нагреваясь в четыре раза быстрее, чем в среднем по миру, ртуть, находящаяся в вечной мерзлоте на протяжении тысячелетий, вымывается реками и попадает в окружающую среду.
В исследовании, опубликованном в журнале Environmental Research Letters, исследователи из Колледжа литературы, искусств и наук USC Dornsife представили более точный метод измерения количества ртути, вымываемой рекой из вечной мерзлоты, и оценки общего количества ртути, ожидающей высвобождения.
Токсичный металл представляет угрозу для окружающей среды и здоровья 5 миллионов человек, живущих в арктической зоне, более 3 миллионов из которых живут в районах, где ожидается полное исчезновение вечной мерзлоты к 2050 году.
«В Арктике, вероятно, существует гигантская ртутная бомба, ожидающая взрыва», — говорит соавтор исследования Джош Уэст, профессор наук о Земле и экологических исследований в USC Dornsife. Ртуть перемещается из воздуха в землю и в воду.
Естественная атмосферная циркуляция планеты имеет тенденцию перемещать загрязняющие вещества в высокие широты, что приводит к накоплению ртути в Арктике, объясняет Уэст. «Из-за своего химического поведения большая часть ртутного загрязнения оказывается в Арктике. Вечная мерзлота накопила так много ртути, что может затмить её количество в океанах, почвах, атмосфере и биосфере вместе взятых», — сказал он.
В Арктике растения поглощают ртуть, затем погибают и становятся частью почвы, которая со временем превращается в вечную мерзлоту. За тысячи лет концентрация ртути в мёрзлой почве растёт до тех пор, пока та не оттает, что становится всё более распространенным явлением из-за изменения климата.
Исследовательская группа, в которую входят сотрудники из Калифорнийского технологического института, Совета по межплеменным водоразделам реки Юкон, Массачусетского технологического института и Делфтского технологического университета в Нидерландах, сосредоточила своё исследование на двух северных деревнях в бассейне реки Юкон на Аляске: Бивер, расположенной примерно в 160 км к северу от Фэрбенкса; и Хуслии, в 400 км к западу от Бивера.
Предыдущие методы оценки уровней ртути, в которых использовались образцы керна из верхних трех метров вечной мерзлоты, выдали 4 разных варианта, и исследователи сталкивались с ограничениями из-за глубины отбора проб.
Стремясь к большей точности, команда под руководством USC Dornsife проанализировала ртуть в отложениях на берегах рек и песчаных отмелях, проникая в более глубокие слои почвы. «Река может быстро захватить большое количество отложений, содержащих ртуть», — сказала Изабель Смит, докторант в USC Dornsife и автор соответствующего исследования.
Исследователи обнаружили, что уровни ртути в отложениях согласуются с более высокими оценками предыдущих исследований, подтверждая, что образцы отложений обеспечивают надежные данные о содержании ртути и дают более глубокое понимание скрытых опасностей вечной мерзлоты.
Кроме того, команда использовала данные дистанционного зондирования со спутников для мониторинга того, как быстро река Юкон меняет русло, которое естественным образом меняется с течением времени. Эти изменения русла реки имеют важное значение, потому что они влияют на то, сколько ртутных отложений вымывается из берегов реки и осаждается вдоль песчаных отмелей. Понимание этих динамических сдвигов имеет решающее значение, поскольку помогает исследователям прогнозировать движение ртути.
Интересно, что отложения с более мелкими фракциями содержали больше ртути, чем отложения с крупными фракциями, что указывает на конкретные типы почв, которые могут представлять больший риск.
«Учёт всех этих факторов должен дать нам более точную оценку общего объёма ртути, который может быть высвобожден, поскольку вечная мерзлота продолжит таять в течение следующих нескольких десятилетий», — сказал Смит.
Какой ущерб может причинить ртуть?
Хотя ртуть, выделяемая в результате таяния вечной мерзлоты, сегодня не представляет острой токсической угрозы, её воздействие нарастает с течением времени. Воздействие увеличивается по мере накопления металла в пищевой цепи, особенно через рыбу и дичь, которые потребляют люди.
Уэст отмечает, что риск заражения через питьевую воду минимален. «Большая часть воздействия ртути на человека происходит через рацион».
Исследователи также подчёркивают, что, хотя река размывает берега и захватывает осадочные отложения, насыщенные ртутью, она также повторно осаждает эти отложения на песчаных отмелях и на пляжах вдоль берегов.
«Здесь есть ещё один уровень сложности», — говорит Уэст. «Реки скапливают в себе значительное количество ртути. Чтобы действительно понять, какую угрозу представляет ртуть, мы должны изучить как процессы эрозии, так и накопления».
Долгосрочные последствия могут быть разрушительными, особенно для арктических сообществ, зависящих от охоты и рыболовства.
«Десятилетия воздействия, особенно с увеличением уровней по мере высвобождения большего количества ртути, могут нанести огромный ущерб окружающей среде и здоровью тех, кто живет в этих районах», — сказал Смит.
Исследователи говорят, что они надеются, что разработанные ими инструменты позволят более точно оценить «ртутную бомбу», в надежде, что её можно будет обезвредить.
Перевод: Евгения Карташева
Источник: phys.org