Арктические реки сталкиваются с большими изменениями в связи с потеплением климата, таянием вечной мерзлоты и ускорением круговорота воды – последствия будут иметь глобальные последствия.

По мере того, как Арктика нагревается, ее могучие реки меняются таким образом, что это может иметь огромные последствия – не только для арктического региона, но и для всего мира.

Реки представляют собой наземную ветвь гидрологического цикла Земли.Когда выпадают дожди и снег, реки переносят стоки пресной воды вместе с растворенными органическими веществами и твердыми частицами, включая углерод, в прибрежные районы.Арктика сейчас нагревается почти в четыре раза быстрее чем остальной мир, регион наблюдается больше осадков а вечная мерзлота тает, что приводит к усилению речных потоков.

Мы учёные-климатологи, которые изучают, как потепление влияет на круговорот воды и экосистемы. В новом исследовании Используя исторические данные и сложные компьютерные модели климата и гидрологии Земли, мы изучили, как изменение климата влияет на арктические реки.

Мы обнаружили, что таяние вечной мерзлоты и усиление штормов изменят то, как вода поступает в арктические реки и через них.Эти изменения затронут прибрежные регионы, Северный Ледовитый океан и, потенциально, Северную Атлантику, а также климат.

Таяние вечной мерзлоты:Большие изменения в арктических почвах

Оттаивание вечной мерзлоты — одно из наиболее серьезных изменений, которые испытывает Арктика по мере повышения температуры.

Вечная мерзлота – это почва, заморожен минимум на два года и часто на протяжении тысячелетий.Он занимает около 8,8 миллиона квадратных миль (около 22,8 миллиона квадратных километров) в северном полушарии Земли, но эта площадь сокращается по мере таяния вечной мерзлоты.

Исторически сложилось так, что большая часть воды, поступающей в арктические реки, течет весной по мерзлым вечномерзлым грунтам.Ученые называют это «сухопутным стоком».

Однако наши результаты показывают, что по мере продолжения потепления все большая часть годового речного стока будет поступать из-под поверхности, через оттаявшие почвы в деградирующей вечной мерзлоте.Поскольку общий поток увеличивается с увеличением количества осадков, к концу этого столетия под землей может уйти на 30% больше воды по мере расширения подземных путей.

Когда вода течет через почву, она собирает различные химические вещества и металлы.В результате вода, поступающая в реки, скорее всего, будет иметь другой химический характер.Например, он может нести больше питательных веществ и растворенного углерода, что может повлиять на прибрежные зоны и глобальный климат.Судьба этого мобилизованного углерода является активной областью изучения.

Больше углерода в речной воде может в конечном итоге «выделиться» при достижении спокойных прибрежных вод, увеличивая количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу, что еще больше стимулирует потепление климата.Оттепель преподносит и другие неприятные сюрпризы, такие как появление давно замороженных вирусов.

Больше дождя и снега, больше стока

Круговорот воды в Арктике также ускоряется по мере повышения температуры, что означает увеличение количества осадков, испарения, транспирации растений и речных стоков.В первую очередь это связано с присущей более теплой атмосфере способностью удерживать больше влаги.Это та же самая причина, что случаются более сильные снежные бури по мере потепления климата.

Наше исследование показало, что основная часть дополнительных осадков будет выпадать в дальних северных частях Арктического бассейна.Поскольку морской лед исчезает в условиях потепления климата, компьютерные модели сходятся во мнении, что более открытый Северный Ледовитый океан будет поставлять больше воды в атмосферу, откуда она будет переноситься на прилегающие участки суши и выпадать в виде осадков.

Увеличение количества снега на севере Аляски, в Сибири и Канаде приведет к увеличению стока воды в реках, потенциально на 25% больше при сценарии сильного потепления, согласно нашему исследованию.В почве северных районов Арктики углерода больше, чем на юге.С таянием вечной мерзлоты в этих регионах больше воды будет поступать в реки из-под поверхности, где дополнительный углерод почвы может выщелачиваться в воду и превращаться в растворенный органический углерод.

Более старый нагар уже появляется в пробах, собранных из арктических рек, что связано с таянием вечной мерзлоты.Радиоуглеродное датирование показывает, что часть этого углерода была заморожена на тысячи лет.

Воздействие будет распространяться на арктические экосистемы

Итак, что же ждет нас в будущем?

Одно из наиболее заметных ожидаемых изменений связано с транспортировкой пресной воды и связанных с ней материалов, таких как растворенный органический углерод и тепловая энергия, в прибрежные зоны Арктики.

Прибрежные лагуны может стать свежее.Однако это изменение повлияет на организмы вверх и вниз по пищевой цепи. наше нынешнее понимание Потенциальные последствия изменений в пресной воде и растворенном органическом углероде все еще неясны.

Речная вода также станет теплее, поскольку климат потеплеет и может растопить прибрежный морской лед в начале сезона.Ученые наблюдал это весной 2023 года, когда необычно теплая вода в канадской реке Маккензи принесла тепло в море Бофорта, способствуя раннему таянию прибрежного морского льда.

Наконец, большее количество речной воды, достигающей побережья, может освежить Северный Ледовитый океан, особенно вдоль северной Евразии, куда крупные российские реки ежегодно выносят огромное количество пресной воды.

Есть опасения, что повышение стока рек в этом регионе влияют на Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию, течения, которые переносят тепло из тропиков вверх по территории США.Восточное побережье и в сторону Европы.Появляется все больше свидетельств того, что эти токи в последние годы замедляются поскольку все больше пресной воды поступает в Северную Атлантику.Если циркуляция прекратится, это будет существенно влияют на температуру по Северной Америке и Европе.

На побережье изменение речного стока также повлияет на растения, животных и коренное население, которое считает этот регион своим домом.Для них и для глобального климата результаты нашего исследования подчеркивают необходимость внимательно следить за тем, как трансформируется Арктика, и предпринимать шаги для смягчения последствий.