Ученые ТГУ исследовали термокарстовые озера Западной Сибири

Исследование органического углерода и других химических элементов в термокарстовых озерах Западной Сибири провела группа сотрудников лаборатории «БиоГеоКлим» Томского государственного университета (ТГУ), 19 июня сообщает пресс-служба вуза.

Термокарстовые озера, возникшие в результате таяния вечной мерзлоты, очень чувствительны к изменениям климата, что позволяет использовать их в качестве индикаторов этого изменения. Поэтому одной из задач исследования стало определение в экосистемах озер форм миграции, источников и процессов трансформации органического углерода и связанных с ним химических элементов.

Результаты проделанной работы исследователи представили в статье, опубликованной в специальном выпуске журнала Water (Q1) «C, Питательные вещества и микроэлементы в экосистемах северных озер: влияние антропогенной нагрузки и изменения климата».

Руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» Ринат Манасыпов рассказал:

«Термокарстовые озера в Западной Сибири являются важными природными инструментами, контролирующими накопление органического углерода и микроэлементов во внутренних водах, а также выбросы парниковых газов в атмосферу. При этом формы нахождения органического углерода, макро- и микроэлементов в этих водных объектах остаются малоизученными».

Результатом проведенного томскими учеными исследования должно стать «построение концептуальной модели биогеохимических процессов в экосистемах термокарстовых озер на всем профиле вечной мерзлоты в Западной Сибири с балансовыми оценками цикла углерода».

С этой целью они изучили более 100 проб воды из 38 термокарстовых озер на участке протяженностью более 1500 километров — от Стрежевого до Тазовского (ЯНАО), чтобы количественно определить зависимости между коллоидным содержанием элемента и площадью поверхности озера, типам распространения вечной мерзлоты, уровнем pH и концентрациями основных коллоидных компонентов: органического углерода, железа и алюминия.

Кроме того, была проведена количественная оценка еще 50 макро- и микроэлементов в коллоидной и истинно-растворенной форме (<0,45 мкм).

«Химические элементы в истинно-растворенной форме имеют малый размер частиц, совпадающий с размером пор клеточной мембраны растений и бактерий, что делает эту форму биодоступной для них, — пояснил Ринат Манасыпов. — А в коллоидной форме размер частиц химических элементов больше, поэтому они не усваиваются, происходит их осаждение или вынос в речную сеть и далее в мировой океан».

Анализ проб показал, что от начала зоны вечной мерзлоты и далее к северу в термокарстовых озерах увеличивается коллоидная фракция органического углерода, железа, алюминия и большинства тяжелых металлов.

При этом объем коллоидных фракций органического углерода, никеля и редкоземельных элементов в пробах был тем больше, чем больше площадь озера. Ученые предполагают, что это может быть связано с усиленной аккумуляцией этих элементов с площади водосбора, а также с разрушением торфа на границе озера, которая также больше у озера с большей площадью.

Происходящее с потеплением климата таяние вечной мерзлоты в Западной Сибири, вероятно, отодвинет границы вечной мерзлоты к северу. Однако полученные данные дают основание предполагать, что при существующих темпах изменения температуры на планете термокарстовые озера останутся достаточно устойчивыми экосистемами и не следует опасаться заметного изменения (±10–20%) коллоидных пропорций органического углерода и большинства макро- и микроэлементов и, соответственно, их биодоступности.

В сообщении отмечается, что исследования в области изменения климата и его влияния на окружающую среду являются одним из ключевых научных направлений ТГУ и проходят в рамках стратегического проекта «Глобальные изменения Земли: экология, климат, качество жизни». При этом значительная часть исследований направлена на оценку цикла углерода, в том числе, эмиссии парниковых газов.