Уникальная химическая сигнатура "Старика-реки"

Человеческая деятельность значительно влияет на естественную химию крупнейшей реки Северной Америки — Миссисипи. В новом масштабном исследовании геологи из Университета штата Луизиана в Батон-Руже идентифицировали уникальную химическую сигнатуру в реке.

Вещества, содержащие углерод, кислород, азот и серу, накапливаются, разлагаются и перемещаются между атмосферой, пресной водой, океаном и горными породами. Растворенный сульфат является ключевым химическим соединением в этом процессе и встречается повсеместно, включая реки, озера, океан и питьевую воду. Чтобы лучше понять, как сульфат перемещается между породами и океаном, геологи отобрали и проанализировали 135 проб воды из Миссисипи на содержание растворенного сульфата. Они сравнили соотношения более тяжелых и легких форм серы и кислорода, или их изотопов, что дало им уникальную сигнатуру для отслеживания. Они обнаружили, что 75% сульфата в реке Миссисипи происходит от окисления минералов пирита в породах — естественного процесса, который также значительно усиливается человеческой деятельностью, такой как добыча угля.

"Хотя повышенное содержание сульфата в Миссисипи и его изотопная сигнатура напрямую не влияют на людей, они, безусловно, являются симптомами и еще одним способом оценить масштабы нашего воздействия на естественные химические циклы", — сказал ведущий автор исследования Брайан Килингсворт.

Процесс окисления пирита, который производит сульфат, также генерирует кислоту. Кислота может ускорять растворение пород, таких как известняк, что высвобождает углекислый газ в атмосферу. Кислота также увеличивает количество растворенных химических веществ, поступающих из пород в реки, и может способствовать закислению океана.

Исследование, проводившееся в течение четырех лет с 2009 по 2013 год, охватило уникальный период для Миссисипи, когда река пережила как исторические наводнения, так и засуху. В то время как на сульфат наводнения удивительно мало повлияли, процесс окисления пирита был затронут во время засухи.

Исследование опубликовано в журнале Environmental Science & Technology. Ученые продолжают исследовать источники и процессы, влияющие на сульфат в реках и горных породах.