Микробы играют ключевую роль в работе «печени реки»

Когда уровень воды в реках поднимается, активизируется область, известная как «печень реки», которая очищает речную воду от загрязняющих веществ и влияет на поток парниковых газов в атмосферу. В статье, опубликованной 7 апреля в журнале Nature Communications, ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США представили данные, свидетельствующие о том, что поднимающиеся речные воды доставляют обильное количество углерода голодным микробам в зоне смешения воды и суши, что стимулирует их активность и может естественным образом увеличить выбросы CO₂, CH₄ и других парниковых газов.

Понимание процессов в этой области критически важно для изучения углеродного цикла планеты. Команда эколога Джеймса Стегена сосредоточилась на гипорейной зоне — области смешения речных и грунтовых вод в осадках под и вдоль русла реки. Эта зона является биохимической «горячей точкой» с богатым микробным сообществом, которое фильтрует воду, удаляя, например, нитраты из сельскохозяйственных стоков. Когда уровень реки поднимается (во время паводков, приливов или сбросов воды с плотин), вода проникает в поры осадков, сдвигая частицы и доставляя микробам органический углерод, кислород и азот.

Исследователи обнаружили, что при смешении речной и грунтовой воды происходит снижение содержания растворенного органического углерода и увеличение неорганического — явный признак того, что микробы активно потребляют органику и производят CO₂. Команда считает, что всплеск микробной активности и, как следствие, выбросов парниковых газов, вызван в первую очередь физическими изменениями — доставкой пищи (в виде частиц листьев, растений и другого детрита) в ранее изолированные участки осадков, а не химическими изменениями или разрушением самих микробных сообществ.

Данные были получены в ноябре 2013 года на реке Колумбия в центральной части штата Вашингтон, где уровень воды колебался примерно на три фута из-за работы вышестоящих плотин. Ученые отмечают, что по мере потепления климата ожидается учащение экстремальных явлений, таких как засухи и сильные штормы, что изменит динамику рек и снежного питания (например, реки Якима). Это делает понимание процессов в гипорейной зоне еще более важным для прогнозирования последствий изменений окружающей среды.