Арктичні річки на Алясці, які донедавна вважалися одними з найчистіших у світі, нині демонструють несподівані хімічні зміни: вода місцями набуває помаранчевого відтінку, а її склад різко змінюється. Причина таких трансформацій криється у процесі танення вічної мерзлоти. Про це розповідає KURAZH
Дослідження арктичних річок та кислотний дренаж
Група науковців із Каліфорнійського університету в Девісі у співпраці з Службою національних парків та Геологічною службою США упродовж 2022–2024 років вивчала шість водозбірних басейнів у західній частині хребта Брукс, охоплюючи Національний заповідник Ноатак і Національний парк Кобук-Веллі.
Їхню увагу привернула зміна кольору й складу води, яка просочується зі схилів у річки. Вище за течією вода залишалася прозорою, але після надходження підземних вод її хімічний баланс різко змінювався. Результати дослідження були опубліковані у журналі AGU Advances.
Фахівці встановили: коли багаторічна мерзлота відтає, вода й повітря проникають глибше в ґрунти й гірські породи, вступаючи у реакцію з мінералами, зокрема з піритом, який містить сірку. Це спричиняє утворення кислоти, сульфатів і розчинених металів, які потрапляють у річки.
Подібний процес у гірничій промисловості відомий як кислотний дренаж, але цього разу його спричинили природні чинники. Вчені використовують термін кислотний дренаж гірських порід для опису цього явища.
Вплив на екосистеми та причини змін
За результатами досліджень, вода з джерел, де відбувається просочування, мала медіанний pH близько 3,2, тоді як у річках вище за течією цей показник становив приблизно 8,3. Це свідчить про надзвичайно сильну різницю кислотності. Крім того, в одному літрі такої води містилося в середньому 451 мг 23 різних металів — у сотні разів більше, ніж вище за течією.
Таке забруднення не зникає відразу після потрапляння у великі річки. Наприклад, на річці Салмон проби води на відстані 103 км показали, що концентрація нікелю наприкінці маршруту була в 65 разів вищою, ніж на початку, а вміст цинку та кадмію зріс у 18 і 28 разів відповідно.
Попри те, що мінерали гірських порід можуть певною мірою нейтралізувати кислоту, метали залишаються у воді та поширюються вниз. Це викликає занепокоєння щодо стану водних екосистем. Особливу увагу дослідники приділяють рибам та іншим організмам, на яких токсичні метали можуть впливати згубно.
«Попереднє дослідження цієї ж групи вчених пов’язало появу помаранчевих потоків у регіоні зі значним скороченням кількості риби та різноманіття дрібних водних організмів».
Для людей ситуація наразі не становить прямої небезпеки — рівні свинцю, миш’яку та ртуті залишаються низькими. Водночас у деяких притоках був зафіксований надлишок селену, що перевищує федеральні норми для захисту водних мешканців.
Дослідники звернули увагу, що різкі зміни почалися приблизно у 2019–2020 роках. В окремих річках рівень сульфатів зріс на 174–263%, а цинку — навіть до 770%. Ці процеси збіглися з дуже теплими зимами та значними снігопадами, через які товстий шар снігу не давав ґрунту повністю промерзнути. Це дозволяло воді проникати глибше й активізувати хімічні реакції.
За супутниковими даними, станом на 2025 рік понад 200 річок і струмків у хребті Брукс могли мати ознаки кислотного дренажу гірських порід.
Вчені зазначають, що подібні зміни не прогнозувалися як масштабний вплив на арктичні екосистеми, а аналогічні явища вже зафіксовано і в Канаді. Причини різкого зростання металів після 2019 року і подальшого зниження залишаються незрозумілими. Можливо, це пов’язано з обмеженістю запасів реактивних мінералів або зі змінами підземних шляхів води.
Вчені поки не мають змоги безпосередньо дослідити мінерали під мерзлотою та простежити весь шлях підземної води. Залишається відкритим питання, скільки металів у підсумку потрапляє у прибережні води Арктики.
Очевидно, що танення вічної мерзлоти може впливати на Арктику не лише через підвищення температури чи викиди вуглецю. Воно запускає складні хімічні процеси під землею, які призводять до масштабних змін у річкових системах — і ці процеси ще тільки належить повністю дослідити.