Реките в Арктика реагират на затоплянето много по-активно, отколкото се предполагаше досега, и вече променят ландшафта.

Ново проучване разкрива, че сезонното топене води до ерозия, която е в пъти по-интензивна от тази в умерените климатични зони.

Дълго време се смяташе, че вечната замръзналост действа като естествен цимент, който предпазва почвата от ерозия. Канадски климатолози обаче установиха, че реалността е различна.

При сезонното топене арктическите реки разграждат почвата до 10 пъти по-бързо в сравнение с реките в умерения климат. Изследването е публикувано в Communications Earth & Environment.

Какво показват експериментите

Доминиращата хипотеза беше, че ледът, запълващ порите във вечната замръзналост, споява пясъка, чакъла и глината, като по този начин предотвратява отмиването им.

Реалните измервания на реки в Канадския арктически архипелаг обаче показваха необичайно бързо формиране на нови речни корита.

За да разрешат това противоречие, учени от университета „Саймън Фрейзър“ и Университета на Британска Колумбия проведоха серия от лабораторни опити.

За експеримента е конструиран прозрачен улей със стъклени стени, дълъг 120 сантиметра и широк само 2 сантиметра, поставен под наклон.

Вместо естествен речен чакъл, вътре са поставени стъклени топчета с еднакъв диаметър. Когато водата е пропускана над замръзнал слой от „седименти“, отнасянето на частици се оказва средно 10 пъти по-голямо, отколкото когато водата тече над размразено дъно.

„Очаквахме да видим точно обратното“, признава екологът Джонас Ешенфелдер.

„Повтаряхме експериментите отново и отново, докато ръководителят на екипа не повярва на цифрите.“

Втора серия от опити дава същия резултат.

След това учените разработват математически модел, описващ движението на топчетата и водните потоци, а после се отправят към остров Девън в Канадска Арктика, за да проверят изчисленията си в природни условия. Резултатите от полевите наблюдения съвпадат с лабораторните тестове.

Защо се случва ерозията в Арктика

Ускореното разрушаване на почвата в Арктика се обяснява с начина, по който замръзналата земя взаимодейства с топящата се вода.

В началото на пролетта се размразява само горният слой на почвата, докато лежащата под него вечна замръзналост остава водонепропусклива.

Топящата се вода не може да попие в дълбочина и затова се разлива настрани, увличайки със себе си много повече пясък и наноси, отколкото речният отток в умерените ширини.

Пълното замръзване на почвата през зимата наистина забавя ерозията, но краткият период на сезонно топене е достатъчен, за да прекрои речното корито.

Именно този механизъм обяснява защо в полярните райони толкова бързо се появяват нови речни мрежи.

Арктика и глобалното затопляне

Откритието на канадските изследователи е особено важно днес, в епохата на мащабни климатични промени.

Топенето на вечната замръзналост се ускорява, а заедно с него пред очите ни се променя и арктическият пейзаж. Изследователите наричат този процес „пробуждане“.

Появяват се множество водни потоци, които влияят на екосистемите и инфраструктурата.

„Арктика се превръща в критично важен регион от екологична гледна точка, но все още не разбираме добре как ще реагира на затоплянето“, казва Ешенфелдер.

„Нашата работа помага да запълним тази празнина в знанията.“

В бъдеще учените планират да организират целогодишен мониторинг на реките в полярния кръг при различни температури, за да опишат по-подробно механизма на ускорената ерозия.