Ученые нашли поразительные свидетельства стремительных изменений климата в Арктике. В середине Северного Ледовитого океана около Северного полюса они обнаружили, что уровни радия-228 почти что удвоились за последние десять лет.
Эта находка - индикатор того, что вдоль побережья происходят масштабные изменения , поскольку источник радия – суша и мелкие континентальные шельфы, окружающие океан. Эти прибрежные изменения, в свою очередь, могли стать причиной попадания в Северный Ледовитый океан большего количества органических веществ, углерода и различных химических соединений и привести к драматическим последствиям для арктических пищевых цепочек и популяций животных.
Команда исследователей под руководством Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) предполагает , что тающий океанический лед оставил больше открытых вод у побережья, и это дает возможность ветру создавать волны. Волна размывает мелководные шельфы, взбалтывает осадки и высвобождает радий, который выносится на поверхность и далее попадает в открытый океан. Тот же самый механизм, возможно, вымывает из берегов больше органики, углерода и других химических веществ в Северный Ледовитый океан, провоцируя рост планктона внизу пищевой цепочки. Это, в свою очередь, может значительно повлиять на рыбу и морских млекопитающих и изменить арктическую экосистему.
Исследование было опубликовано 3 января 2018 года в журнале Science Advances. Команда исследователей включает Lauren Kipp, Matthew Charette, и Paul Henderson (WHOI), Willard Moore (University of South Carolina), и Ignatius Rigor (University of Washington).
Ученые долгое время использовали радий-228 для отслеживания потока материала с суши и осадков в океан. Это естественный изотоп, появляющийся в результате радиоактивного распада тория в отложениях. Но, в отличие от тория, радий-228 растворяется в воде, где ученые могут отследить источники, количества, уровни и направление его потока, говорит Кипп, ведущий автор исследования и аспирант the MIT-WHOI Joint Program in Oceanography.
Кипп направил свои усилия на то, чтобы измерить количество радия в 69 местах от западного края Северного Ледовитого океана до полюса во время двухмесячного путешествия на борту ледокола Healy летом 2015-го. Круиз был частью международной программы GEOTRACES, целью которой является измерение химических следов в мировом океане, необходимое для понимания циркуляции океана, и обеспечение основы для оценки будущих химических изменений в океанах. Программа The U.S. GEOTRACES и это исследование спонсированы Национальным Научным Фондом.
К их удивлению, команда исследователей обнаружила, что концентрации радия-228 в центральной части Северного Ледовитого океана существенно возросли с момента последних измерений 2007 года. Что было источником радия и почему его концентрация выросла?
Команда исследовала траектории морского льда, дрейфующего в океане, и увидела маршрут льда – и, соответственно, воды,- плывущего на север от обширного северного побережья России по направлению к середине Северного Ледовитого океана, где концентрации радия возросли. По направлению маршрут совпадает с мощным и быстрым трансарктическим течением, которое могло транспортировать радий в океан из прибрежных источников.
Ученые сделали вывод, что избыточный радий, по-видимому, появился из отложений российского Восточно-Сибирского арктического шельфа, самого большого континентального шельфа на Земле.
Что-то должно было измениться на побережье, что-то, что объяснило бы резкое повышение уровня радия в середине Северного Ледовитого океана. Ученые предполагают, что потепление арктической среды уменьшило количество льда, покрывающего море, спровоцировав большую активность волн, которые взбалтывают осадки и высвобождают больше радия.
Но существуют и другие возможные факторы, которые вносят свой вклад в изменения на шельфе, говорят ученые. Большая волновая активность может вызвать более сильную эрозию побережья, добавляя больше почвенных отложений в океан. Растущие температуры могут вызвать таяние вечной мерзлоты, высвобождая больше материала в океан, а увеличение стока рек и подземных вод может нести больше радия, органики, углерода и других веществ в океан.
“Продолжающийся мониторинг шельфовых потоков в арктические поверхностные воды жизненно важен для понимания того, как меняющийся климат повлияет на химические, биологические и экономические ресурсы Северного Ледовитого океана,» считают авторы исследования.
Количество данных по Восточно-Сибирскому шельфу в настоящее время очень ограничено, то есть необходимо проводить больше исследований в этом регионе для того, чтобы определить прямые причины возросших шельфовых потоков и сделать возможным будущий мониторинг. «Доказательства от Киппа и его команды в пользу существенных происходящих изменений в химической среде Северного Ледовитого океана подчеркивают необходимость непрерывного изучения этих изменений и вовлеченых в них процессов,» сказал Боб Андерсон, an Ewing-Lamont Research Professor at the Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University and the director of the U.S. GEOTRACES Program Office. «Было бы замечательно, если бы усилия, приложенные русскими геохимиками, могли быть интегрированы в будущие исследования других наций, например, под эгидой международной программы GEOTRACES.»
https://phys.org/news/2018-01-scientists-evidence-rapid-arctic.html
