Миссисипская грязь: Больше воды — причина роста речных наносов

За последние десятилетия власти штатов и местные агентства Верхнего Среднего Запада потратили сотни миллионов долларов на масштабные природоохранные мероприятия, чтобы предотвратить заиливание Верхней Миссисипи отложениями, отходами и избытком питательных веществ. Тем не менее, водный путь, петляющий через основные сельскохозяйственные угодья, демонстрирует десятикратное увеличение количества наносов с начала XX века.

Обычно винят интенсивные методы ведения сельского хозяйства и современную технику, а критики утверждают, что меры по сохранению почв, новые методы обработки земли и дренажные решения, направленные на решение проблемы, не работают.

Это не так, считает ученый-гидролог из Университета штата Юта Патрик Белмонт, который вместе с командой из нескольких университетов и исследовательских групп недавно завершил четырехлетнее исследование в регионе. «Практики сохранения почв уменьшают сельскохозяйственную эрозию, — говорит он. — Но это снижение компенсируется ускоренной эрозией берегов рек и обрывов».

Причина? Больше воды. «Хотя мы и не уменьшили количество грязи в реке, наше исследование показывает, что источник речных наносов кардинально сместился из-за значительного увеличения речного стока, — поясняет Белмонт. — Просто стало влажнее, и мы направляем в реку больше воды и быстрее, чем когда-либо прежде».

Белмонт и его коллеги из Университета Миннесоты, Научного музея Миннесоты, Университета Джонса Хопкинса, Геологической службы Миннесоты, Сиэтлского университета, Иллинойсского университета, Пенсильванского университета и GFZ (Немецкий исследовательский центр геонаук) опубликовали результаты своего исследования в сентябрьском 2011 года онлайн-выпуске журнала Environmental Science and Technology. Проект финансировался в основном Национальным научным фондом через Национальный центр динамики земной поверхности, Агентством по контролю за загрязнением Миннесоты и Департаментом сельского хозяйства Миннесоты.

Жители региона хорошо помнят недавние наводнения. Катастрофические паводки 1993 и 2008 годов нанесли экономический ущерб, превышающий миллиард долларов. В 2011 году добавились новые бедствия из-за таяния аномально высокого снежного покрова и осадков, затопивших фермы и населенные пункты. «В августе 2007 года один погодный эпизод обрушил на части Миннесоты 17 дюймов (около 430 мм) дождя за 24 часа, — приводит пример Белмонт. — В сентябре 2010 года шесть дюймов (около 150 мм) дождя выпали на площади 5000 квадратных миль за сутки».

Помимо возросшего количества осадков, вода быстрее попадает в реку через постоянно расширяющуюся сеть подземных дренажных труб. «Эти изменения в гидрологии увеличили эрозионную силу Миссисипи и ее притоков», — говорит ученый.

Для определения источников и объемов переносимых наносов команда использовала геохимическое «отпечатков пальцев» вместе с набором методов детекции геоморфологических изменений, включая наземный и аэро LiDAR (лазерное сканирование). «Эти инструменты позволяют нам исследовать территории с гораздо более высоким разрешением, чем когда-либо было возможно», — отмечает Белмонт.

Ученые наблюдают усиление эрозии именно с берегов ручьев и знаменитых речных обрывов. «Это говорит о том, что мы столкнулись с новой проблемой в борьбе с рассредоточенным загрязнением наносами, — заключает исследователь. — Управленческие усилия должны расшириться от борьбы с эрозией почв и сельскохозяйственных практик до факторов, способствующих увеличению поверхностного стока».