Уязвимая Арктика: сибирские загрязнители осваивают новые маршруты

Новое исследование проливает свет на крайне изменчивые и чувствительные к климату маршруты, по которым вещества из сибирских рек перемещаются через Северный Ледовитый океан. Полученные данные вызывают серьезную обеспокоенность по поводу растущего распространения загрязнителей и потенциальных последствий для хрупких полярных экосистем в условиях ускоряющегося изменения климата.

Международная работа, опубликованная в журнале Nature Communications под руководством Бристольского университета, представляет самую четкую на сегодня картину функционирования Трансполярного дрейфа. Этот крупнейший поверхностный арктический поток переносит морской лед, пресную воду и взвешенные частицы от сибирских шельфов через центральную часть Арктики к проливу Фрама, соединяющемуся с северными морями.

Данный поток влияет на доставку как природных веществ — питательных элементов, газов, органических соединений, — так и антропогенных загрязнителей, включая микропластик и тяжелые металлы из речных систем Сибири в центральную Арктику и Северную Атлантику. Эти материалы воздействуют на биогеохимию и экосистемы Арктики, а сама пресная вода изменяет циркуляцию океана.

Поскольку Северный Ледовитый океан — это среда с высокой степенью изменчивости, речные наносы следуют не постоянным курсом, а разнообразными, сезонно меняющимися маршрутами. Их формируют переменчивые условия на шельфе, океанские течения, а также процессы образования, дрейфа и таяния морского льда. Это приводит к быстрому и широкому перераспределению как природных, так и загрязняющих веществ.

Ведущий автор исследования, доктор Георгий Лаукерт, поясняет, что ученые обнаружили ярко выраженные изменения в составе воды сибирских рек вдоль Трансполярного дрейфа, что демонстрирует это динамичное взаимодействие. По его словам, сезонные колебания речного стока и циркуляция на сибирском шельфе определяют изменчивость поверхностных вод океана, а взаимодействие морского льда и воды еще больше усиливает перераспределение речных наносов.

Еще одно ключевое открытие заключается в растущей роли морского льда, образующегося вдоль Трансполярного дрейфа. Он выступает не просто пассивным средством транспортировки, а активным агентом, формирующим схемы рассеивания. Этот лед, в отличие от прибрежного, захватывает материалы из нескольких речных источников во время своего роста, создавая сложные смеси, которые переносятся на огромные расстояния.

Чтобы расшифровать эти сложные пути, международная команда проанализировала образцы морской воды, льда и снега с помощью изотопов кислорода и неодима, а также измерений редкоземельных элементов. Такой геохимический «отпечаток» позволил исследователям отследить происхождение речных наносов и проследить их эволюцию на пути через центральную Арктику в течение года. Исследование опирается на образцы, собранные в ходе крупнейшей арктической экспедиции MOSAiC.

Соавтор исследования, доктор Доротея Баух из Кильского университета, отмечает, что эти результаты представляют собой беспрецедентные круглогодичные наблюдения. Ранее ученые располагали только летними данными. Новые комплексные данные помогают лучше понять сложные океанические системы и возможные будущие последствия. По мере того как летний морской лед продолжает отступать из-за потепления, меняются и модели циркуляции и дрейфа.

Профессор Беньямин Рабе из Института Альфреда Вегенера предупреждает, что эти сдвиги могут существенно изменить характер распространения пресной воды и речных материалов по Арктике, что будет иметь далекоидущие последствия для экосистем, биогеохимических циклов и динамики океана. Исследование бросает вызов устоявшемуся представлению о Трансполярном дрейфе как о стабильном конвейере речной воды, которое сложилось еще во времена экспедиции Фритьофа Нансена на судне Fram в 1890-х годах.

Доктор Лаукерт добавляет, что если даже этот знаковый поток настолько динамичен, то весь Северный Ледовитый океан может оказаться более изменчивым и уязвимым, чем предполагалось ранее. Понимание этих механизмов переноса — критически важный шаг для прогнозирования того, как будет развиваться транспортировка веществ в Арктике в условиях потепления климата.