Важен каждый сантиметр: как быстро растут слои отложений озера в Антарктиде
Верхние 10 сантиметров осадков антарктического озера Китеж образовались примерно за 150 лет. При этом скорость образования отложений варьируется от 0,3 до 1,3 миллиметров в год, что в ряде случаев превышает аналогичные данные для северных широт, в том числе Арктики. Исследование опубликовано в Journal of Sedimentary Environments.
Антарктида — самый «молодой» по времени открытия европейцами континент Земли. Соответственно, изучать его и его природные комплексы люди стали также позже других районов планеты. Хотя сейчас в Антарктиде работают десятки полярных станций, куда для исследований приезжают учёные из разных стран, она каждый год открывает людям всё новые и новые тайны. Это касается и озёр — как ни удивительно, они на этом самом холодном континенте тоже есть!
В 2022 году российские лимнологи в рамках 67-й Российской антарктической экспедиции побывали на острое Кинг-Джордж, расположенной в западной части Антарктики, где отобрали пробы донных отложений озера Китеж вблизи полярной станции Беллинсгаузен. Этот водоём является самым крупным на острове и имеет важное значение для полярников из России, которые берут из него питьевую воду. Исследователи получили несколько колонок современных отложений озера, предполагая детально исследовать современную историю изменений в водоёме и на его водосборной площади за последние 100 с небольшим лет.
«Обычно при изучении озёр на севере России мы всегда отбирали пробы с самых глубоких мест и делили колонки на слои по одному сантиметру. В Антарктиде же мы пошли ещё дальше и для оценки возраста самые верхние слои разделили по полсантиметра. Так детально отложения озёр во всей Антарктике не исследовал еще никто. Далее мы сделали полный геохимический анализ полученных образцов, включая оценку накопления радионуклидов свинец-210 и цезий-137», — рассказывает один из авторов исследования, заведующий лабораторией Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН и старший научный сотрудник Института геологии Карельского научного центра РАН Захар Слуковский.
Захар Слуковский с колонкой отложений на фоне озера Китеж
Российские исследователи выяснили, что донные отложения озера Китеж относятся к органоминеральному типу, где органика представлена в основном отмершими подводными лишайниками, мхами и немногочисленным планктоном. Также отложения водоёма имеют повышенные концентрации железа и марганца за счёт процессов окисления и алюминия из-за увеличения доли глинистых частиц при переносе осадочного материала с водосборной площади в озеро Китеж. В целом же геохимические данные показали, что отложения изученного водоема отражают состав вулканических горных пород района острова Кинг-Джордж, что особенно заметно по концентрациям ванадия, кобальта, меди и стронция.
Анализ уровня накопления радиоактивных изотопов свинца-210 и цезия-137 показал, что их концентрации в отложениях озера Китеж близки к их содержанию в других средах западной части Антарктики, включая почвы, льды и морские отложения. При этом наблюдается синхронное увеличение концентраций этих изотопов в верхних слоях донных отложений, что связано с их техногенными атмосферными выпадениями с середины XIX века. С этим же процессом связано таже увеличение общих концентраций свинца и цезия, так как оба элемента являются индикаторами выбросов от сжигания угля по всему миру.
Процесс отбора проб
«Благодаря измерениям концентраций изотопов и главным образом свинца-210 мы смогли оценить возраст отложений и скорость седиментации в озере за последние примерно 150 лет. Именно за такое время (с приблизительно 1870-х по 2022 год) образовались самые верхние 10-11 сантиметров отложений озера Китеж. Оценка возраста более глубоких слоёв уже весьма условна из-за аналитических ограничений метода. Однако главное, что мы впервые для всей Антарктики оценили возраст донных отложений в озере. Ранее такое делали только на примере прибрежных морей», — уточняет Захар Слуковский.
В итоге исследователи смоги вычислить, что скорость седиментации в озере Китеж за последние три столетия колебалась от 0,3 до 1,3 миллиметров в год. Результаты оказались близки к тем, что учёные получили раньше при исследовании озёр в северных широтах Земли. Более того, в некоторых фоновых районах тундровой зоны Российской Арктики скорость седиментации даже ниже (0,6 миллиметров в год), чем верхний предел скорости седиментации в озере Китеж. Причем оказалось, что за последние пары десятков лет рост отложений в озере увеличился, что, возможно, связано с антропогенной деятельностью: как на водосборе из-за влияния полярных станций, так и под влиянием более глобальных процессов, включая изменения климата.
Источник: пресс-служба Минобрнауки России.
