北極圏の河川は、気候温暖化、永久凍土の融解、水循環の加速により大きな変化に直面しており、その影響は世界規模に及ぶだろう

北極の温暖化に伴い、その巨大な川が変化しており、北極地域だけでなく世界に多大な影響を与える可能性があります。

川は地球の水循環の陸の支流を表します。雨や雪が降ると、川は淡水の流出物を、炭素を含む溶解有機物や粒子状物質とともに沿岸地域に運びます。北極は現在ほぼ温暖化しているため、 4倍速い 世界の他の地域よりも 降水量が増えています そして永久凍土が解け、川の流れが強くなります。

私たちは、温暖化が水循環と生態系にどのような影響を与えているかを研究する気候科学者です。 新しい研究では 私たちは、地球の気候と水文学の歴史的データと洗練されたコンピューター モデルを使用して、気候変動が北極の川にどのような変化をもたらしているかを調査しました。

私たちは、永久凍土の融解と嵐の激化により、水が北極の川に出入りする様子が変化することを発見しました。これらの変化は、気候だけでなく、沿岸地域、北極海、そして潜在的には北大西洋にも影響を与えるでしょう。

永久凍土の解凍:北極の土壌に大きな変化

永久凍土の融解は、気温の上昇に伴って北極が経験する最も重大な変化の 1 つです。

永久凍土は凍土になった土壌です 少なくとも2年間は凍結される そして多くの場合、何千年もの間。地球の北半球では約 880 万平方マイル (約 2,280 万平方キロメートル) をカバーしていますが、永久凍土が解けるにつれてその面積は縮小しています。

歴史的に、北極圏の川に流入する水のほとんどは、春に凍った永久凍土の上を流れます。科学者はこれを「陸上流出」と呼んでいます。

しかし、我々の研究結果は、温暖化が進むにつれて、年間の河川流量の一部が地下から、劣化した永久凍土の解けた土壌を通って流入することを示唆している。降水量が増えると全体の流れが増加するため、地下経路の拡大に伴い、今世紀末までに最大30％以上が地下に移動する可能性がある。

水が土壌を流れると、さまざまな化学物質や金属が取り込まれます。その結果、川に流入する水は異なる化学的性質を持つ可能性があります。たとえば、沿岸地帯や地球規模の気候に影響を与える可能性のある、より多くの栄養素や溶存炭素を運ぶ可能性があります。動員された炭素の運命は、活発な研究分野です。

川の水中のより多くの炭素は、穏やかな沿岸水域に到達したときに最終的に「ガス放出」され、大気中に放出される二酸化炭素の量が増加し、それがさらに地球温暖化を引き起こす可能性があります。 気候温暖化. 。雪解けは、次のような他の厄介な驚きも明らかにしています。 長期間凍結されたウイルスの出現.

雨と雪が増えると流出も増える

気温の上昇に伴って北極の水循環も加速しており、これは降水量、蒸発、植物の蒸散、河川の流量の増加を意味します。これは主に、暖かい大気がより多くの水分を保持する固有の能力によるものです。それと同じ理由です さらに大きな吹雪が発生しています 気候が温暖化するにつれて。

私たちの研究では、追加の降水量の大部分が北極盆地の極北地域全体で発生することがわかりました。気候温暖化で海氷が消滅すると、北極海がより開かれれば、より多くの水が大気中へ供給され、水は隣接する陸地に運ばれて降水として降下するだろうという点でコンピュータモデルは一致している。

アラスカ北部、シベリア、カナダで雪が増えると、川に流れる水の量が増加し、私たちの調査によると、高温暖化シナリオでは最大25％増加する可能性があります。北極圏の北部では、南部に比べて土壌中の炭素がより多く含まれています。永久凍土が解けると、これらの地域では地表下から川に流入する水の量も増え、追加の土壌炭素が水中に浸出して有機炭素が溶解する可能性がある。

もっと 古いカーボンはすでに現れています 北極の川から採取されたサンプルに含まれており、永久凍土の融解に起因すると考えられています。炭素年代測定により、この炭素の一部が数千年にわたって凍結していたことがわかります。

影響は北極の生態系に連鎖する

では、将来はどうなるでしょうか？

予想される最も注目すべき変化の 1 つは、淡水と、溶存有機炭素や熱エネルギーなどの関連物質の北極沿岸地域への輸送に関係します。

沿岸のラグーン より新鮮になるかもしれません。この変化は食物連鎖の上流および下流の生物に影響を与えるだろうが、 私たちの現在の理解 淡水と溶存有機炭素の変化の潜在的な影響についてはまだ不明瞭です。

気候が温暖化するにつれて川の水も暖かくなり、季節の早い段階で沿岸の海氷が溶ける可能性があります。科学者 これは2023年の春に観察されました, 、カナダのマッケンジー川の異常に暖かい水がビューフォート海に熱を運び、沿岸の海氷の早期融解に貢献したとき。

最後に、海岸に到達する河川水の量が増えると、北極海、特にロシアの大きな川が毎年大量の淡水を輸出しているユーラシア北部沿いが新鮮になる可能性がある。

という懸念があります。 その地域の川の流れが増水している 大西洋子午線逆転循環、つまり熱帯から米国に沿って熱を循環させる海流に影響を与えています。東海岸からヨーロッパへ。こうした流れが続いているという証拠が増えている 近年は減速している より多くの淡水が北大西洋に流入するためです。循環が止まってしまうと、 気温に大きく影響する 北米とヨーロッパ全域で。

海岸では、川の流れの変化は、その地域を故郷と呼ぶ植物、動物、先住民族にも影響を与えます。彼らにとって、そして地球規模の気候にとって、私たちの研究結果は、北極がどのように変化していくのかを注意深く監視し、その影響を軽減するための措置を講じる必要性を浮き彫りにしています。