Озера Гренландии стали коричневыми из-за изменения климата

Западная Гренландия является домом для десятков тысяч голубых озер, которые обеспечивают жителей питьевой водой и поглощают углерод из атмосферы. Однако, согласно новому исследованию, после двух месяцев рекордной жары и осадков осенью 2022 года около 7500 озер стали коричневыми, начали выделять углерод, а качество воды в них ухудшилось.

Группа исследователей под руководством Жасмин Сарос, заслуженного арктического ученого программы Фулбрайта и заместителя директора Института изменения климата Университета штата Мэн, обнаружила, что сочетание экстремальных климатических явлений осенью 2022 года вызвало экологические изменения, которые «перевели арктические озера через критическую точку», как они написали в статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). По словам Сарос, к июлю 2023 года, менее чем через год, физические, химические и биологические свойства этих озер изменились — широкомасштабная трансформация, которая обычно происходит в течение сотен лет. Результаты исследования были переданы близлежащим общинам.

Согласно исследованию, осенью в Гренландии обычно выпадает снег, но из-за повышения температуры осадки выпали в виде дождя. Жара также вызвала таяние вечной мерзлоты — замороженной почвы, в которой хранится значительное количество органического углерода, — высвобождая большое количество углерода, железа, магния и других элементов. Поскольку дождь выпадал в рекордных количествах, он смывал эти недавно обнажившиеся металлы и углерод из почвы в озера по всему западному региону Гренландии, окрашивая их в коричневый цвет.

Сарос, также профессор палеолимнологии и экологии озер в Школе биологии и экологии UMaine, заявила, что быстрое изменение озер Западной Гренландии контрастирует с медленным, продолжающимся несколько десятилетий, потемнением, наблюдаемым в озерах по всему Северному полушарию, включая озера в штате Мэн.

Сарос отмечает, что масштабы и скорость изменений были беспрецедентными. Приток растворенного органического углерода и питательных веществ из вечной мерзлоты, по ее словам, может способствовать росту бактерий и создавать нежелательный вкус и запах в воде, в дополнение к изменению цвета. Повышенное воздействие металлов, высвобождаемых из вечной мерзлоты, также может вызвать проблемы со здоровьем.

Определив тип и количество органических и неорганических материалов, попадающих в озера после экстремальных климатических явлений, жители прилегающих районов могут лучше оценить, как очищать воду. Сарос объясняет, что увеличение количества растворенного органического вещества может взаимодействовать с процессами очистки питьевой воды, образуя побочные продукты хлорирования, называемые тригалометанами, которые могут быть канцерогенными.

Из-за изменения физических и химических свойств озера стали более мутными, и меньше света могло проникать через их поверхность. Сокращение количества света уменьшило биоразнообразие планктона, что имело значительные последствия для углеродного цикла региона. Исследователи обнаружили уменьшение количества фитопланктона, который поглощает углекислый газ из атмосферы посредством фотосинтеза, и увеличение количества планктона, который расщепляет и выделяет углерод. Вместо того, чтобы поглощать углекислый газ летом, озера стали его источником, причем поток этого парникового газа из них увеличился на 350%.

Сарос считает, что вероятное объяснение заключается в том, что так много органического углерода переместилось из ландшафта в поверхностные воды, и органический углерод стал доступен для использования водными организмами. Поскольку озера стали такими коричневыми, по ее словам, это уменьшило количество света, поступающего в систему, что, как правило, благоприятствует организмам, которые используют пути органического углерода вместо фотосинтеза.

Исследователи пришли к выводу, что рост жары и осадков был вызван несколькими атмосферными реками. Согласно Национальному управлению океанических и атмосферных исследований (NOAA), атмосферная река — это длинный узкий столб водяного пара, который вызывает интенсивный дождь или снег, когда достигает суши. Они влияют на большую часть мира, и существующие климатические модели предсказывают, что к концу века они станут на 50–290% более частыми в Гренландии, западной части Северной Америки, Восточной Азии, Западной Европе и Антарктиде.

Сарос заявила, что дополнительные исследования и мониторинг могут помочь определить, как эти озера могут восстановиться, обеспечивая более глубокое понимание динамики озер в регионе. Дальнейшие исследования также могут помочь ученым изучить потемнение озер по всему Северному полушарию, способы их восстановления и потенциальные методы лечения и вмешательства.

Сарос подчеркивает, что это была такая подавляющая климатическая сила, которая заставила все озера реагировать одинаково. Она задается вопросом, будет ли восстановление одинаковым для всех озер или разным.

Исследование стало возможным благодаря обширному сбору данных, полученных в результате ежегодного отбора проб воды и дистанционных датчиков в озерах, которые работают круглый год. Сарос отмечает, что исследование демонстрирует силу долгосрочного наблюдения, и рассказывает, что работает в этой области с 2013 года и работала над многими проектами здесь. Но в фоновом режиме, по ее словам, ее коллеги и она пытались поддерживать согласованный набор данных наблюдений. Именно так, по словам ученого, они смогли зафиксировать и количественно оценить последствия этого экстремального климатического явления.