Куда уходит вода, когда она не течёт?

Более четверти дождя и снега, выпадающих на континентах, достигает океанов в виде речного стока. Новое исследование показывает, куда уходит остальная вода: две трети оставшейся влаги выделяется растениями, более четверти попадает на листья и испаряется, а остаток испаряется с почвы, а также из озёр, рек и ручьёв.

"Вопрос в том: когда дождь падает на поверхность суши, куда он уходит?" — говорит геохимист из Университета Юты Гейб Боуэн, старший автор исследования, опубликованного в журнале Science. Вода на континентах поддерживает всю растительную жизнь, сельское хозяйство, человечество, водные экосистемы. Но её распределение — сколько используется для этих целей — всегда оставалось неясным. По данным исследования, из всего количества осадков над сушей (за исключением речного стока в океаны):

• 64% (55 000 км³) выделяется растениями в процессе транспирации.
• 6% (5 000 км³) испаряется с почв.
• 3% (2 000 км³) испаряется с поверхности озёр, ручьёв и рек.
• 27% (23 000 км³), как показали предыдущие исследования, попадает на листья и испаряется (процесс интерцепции).

Полученная доля транспирации ниже, чем предполагали некоторые более ранние оценки (свыше 80%). "Это означает, что либо глобальная продуктивность растений ниже, чем мы думали, либо растения эффективнее используют воду, чем мы предполагали", — отмечает Боуэн.

Во втором ключевом выводе учёные оценили, какая часть дождевой или талой воды, проходящей через почвы, доступна растениям до того, как попадёт в грунтовые воды, озёра или реки. Эта "связанность" составила всего 38%. "Большая часть воды быстро попадает в грунтовые воды, озёра и реки, не задерживаясь надолго в почве", — поясняет Боуэн. Это означает меньший контакт воды с почвенными процессами (биологическими, с удобрениями, загрязнителями), что важно для прогнозирования качества воды и изменений в гидрологическом цикле.

Понимание того, сколько воды растения выделяют в атмосферу, напрямую связано с продуктивностью экосистем и сельского хозяйства. Поскольку испарение воды листьями сопровождается поглощением CO₂, эти данные также помогают оценить вклад растительности в смягчение глобального потепления.

Исследование основано на анализе соотношений изотопов водорода (дейтерия) в воде из глобальной сети сбора осадков МАГАТЭ и данных спутника NASA Aura. Учёные использовали компьютерное моделирование глобального водообмена между сушей и атмосферой, учитывая уникальные изотопные "подписи" воды, испаряющейся с разных поверхностей и транспирируемой растениями.