В рамках совместного проекта «Реакция речного и подземного стока на климатические изменения: от засушливых бессточных районов Китая до увлажненных бассейнов российской субарктики», поддержанного Российским научным фондом, сформирована объемная база данных для анализа и выявления изменений в гидрохимии поверхностных вод за последние полвека, позволяющая оценить роль деградации многолетнемерзлых пород в условиях потепления климата в этом процессе и сохранить водные экосистемы Восточной Сибири.
Фундаментальной научной задачей проекта является переход от фиксации глобальных климатических изменений к оценке масштабов их проявления на региональном уровне в конкретных водосборных бассейнах, расположенных в различных природных условиях, путем выявления и исследования комплекса процессов, определяющих механизмы и структурные связи в системе “меняющийся климат-суммарный сток”.
Ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова вместе с российскими и китайскими коллегами собрали из разрозненных литературных источников опубликованные с середины 1940-х годов и до наших дней гидрохимические данные, а также дополнили их собственными полевыми материалами, полученными за последнее десятилетие. Всего получилось более 9 000 измерений концентраций ионов для почти 1 500 проб воды. Кроме того, в созданной базе данных можно найти основные климатические параметры, такие как температура воздуха и количество осадков в пределах бассейнов исследуемых рек.
В работе приняли участие исследователи Института биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН.
Рассказывает В.А. Габышев, д.б.н., руководитель группы альгологии отделоа ботанических исследований ИБПК СО РАН:
— Таяние многолетней мерзлоты может привести к значительным изменениям в речных экосистемах. Надмерзлотный слой (т.н. деятельный слой, который протаивает в теплый период года и замерзает в период отрицательных температур воздуха) варьирует в регионе от 0,1 на севере и в горах, до 3-х метров на юге. С глобальным потеплением глубина деятельного слоя растет. Например, известно, что в бассейне р. Лены с 1980 по 2002 годы она увеличивалась на 0,35 см/год. По прогнозам специалистов, к 2100 г. возможно её увеличение на 30–40% для Северного полушария.
г.н.с. ИБПК СО РАН, д.б.н. Габышев В.А. проводит гидрохимический анализ в полевых условиях
Нами получены и опубликованы данные о том, как глубина деятельного слоя контролирует химический состав вод рек криолитозоны. Во-первых, растворимые химические компоненты, в настоящее время зафиксированные в верхнем горизонте мерзлоты, при увеличении деятельного слоя попадут в водоемы. Во-вторых, к изменению химического состава поверхностных вод приведет возможный (при продолжении процесса деградации мерзлоты) переход от преобладающей роли в их питании за счет осадков, к усилению вклада грунтовых вод. Итогом может быть кардинальное изменение химического состава вод Арктики.
м.н.с. ИБПК СО РАН Габышева О.И. проводит анализ проб воды в гидрохимической лаборатории
Для расширения знаний о химическом составе вод криолитозоны в частности в Восточной Сибири, где эти данные скудны, предприняты работы по созданию базы данных. Она необходима для оценки пространственно-временных изменений химического состава речной воды, связанных с деградацией вечной мерзлоты. База данных включает сведения о концентрации главных ионов (Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl — , SO 4 2- и HCO 3 —). Вклад сотрудников нашего института составил 2121 пробоопределение из 303 пунктов наблюдений в бассейнах рек Анабар, Оленёк, Лена, Яна, Индигирка и Колыма по данным наших наблюдений за 2007-2011 гг. Шейп-файл, очерчивающий полигоны речных бассейнов, был создан для сопровождения базы данных по химическому составу. Эта база данных также включала климатические переменные, такие как температура воздуха и осадки в масштабе бассейна. База данных выполнена с географической привязкой и будет полезна для оценки реакции пресноводных систем на изменение климата в регионах с преобладанием вечной мерзлоты.
Публикация на сайте РНФ: Гидрогеологи создали базу данных химического состава воды в сибирских реках