Потепление климата приводит к увеличению содержания металлов в горных реках Колорадо

Потепление климата вызывает устойчивый рост концентраций меди, цинка и сульфатов в водах горных рек Колорадо, подверженных кислотному дренажу горных пород. За последние 30 лет содержание этих металлов в альпийских водотоках примерно удвоилось, что вызывает обеспокоенность в отношении экосистем, качества воды ниже по течению и рекультивации горных выработок. Исследование опубликовано в журнале Water Resources Research.

Источником растущей кислотности и металлов является естественное химическое выветривание коренных пород, но главной движущей силой этой тенденции является изменение климата. Хотя механизм, связывающий потепление с усиленным выветриванием сульфидов, всё ещё изучается, новые данные указывают на обнажение пород, ранее скрытых льдом. Внезапное появление «ржавых арктических рек», вытекающих из районов таяния вечной мерзлоты, вероятно, является тем же процессом, но в более крупном масштабе.

«Тяжелые металлы — это реальная проблема для экосистем, — заявил ведущий автор исследования, геолог Геологической службы США (USGS) в Денвере Эндрю Мэннинг. — Некоторые из них весьма токсичны. Мы наблюдаем региональные, статистически значимые тенденции роста меди и цинка — двух ключевых металлов, которые обычно представляют проблему в Колорадо. Это не двусмысленно и не незначительно».

Исследование опиралось на 40-летние данные о химическом составе воды, собранные в 2021 году на 22 водотоках в 17 водоразделах. Все участки отбора проб находились выше 3000 метров и включали как нетронутые районы, так и места, где исторически велись горные работы, но которые были заброшены 50–100 лет назад. «Ключевой момент в том, что никаких недавних горных или восстановительных работ не проводилось. Эти водоразделы просто существовали, реагируя ни на что иное, как на климат», — пояснил Мэннинг.

По мере того как эти богатые металлами горные потоки впадают в более крупные реки, эффект от дополнительной нагрузки металлами разбавляется. Однако некоторые горные сообщества берут воду всего в нескольких километрах ниже по течению от этих минерализованных ручьев. Повышенное содержание металлов и кислотности также может повлиять на решения о том, куда направлять ограниченные средства на рекультивацию территорий, затронутых исторической добычей полезных ископаемых.

Водосборные бассейны Колорадо являются ярким примером из-за необычного обилия сульфидов металлов в коренных породах, но учёные наблюдают более тонкий рост концентраций сульфатов в горных потоках по всему миру. Наибольший рост содержания металлов был обнаружен в самых высоких и холодных горных ручьях. Этот паттерн указывает на таяние подземного льда. «Лёд — это как доспехи. Растопите его, и вы создадите окна для проникновения грунтовых вод в породу, которая не видела воды и кислорода тысячелетиями, и она начнет окисляться довольно быстро», — объяснил Мэннинг.