Вечная мерзлота не помешала грунтовым водам питать арктические моря

Причиной температурных аномалий в арктических морях в Сибири, в частности, в море Лаптевых, оказался выход грунтовых вод в море недалеко от берега. Такой механизм притока воды в арктические моря был впервые подтвержден экспериментально с помощью радиоизотопного анализа, пишут ученые в статье, опубликованной в The Cryosphere.

Выход грунтовых вод является одним из заметных источников пресной и слабосоленой воды в теплых морях. Выход грунтовых вод возможен как в виде сфокусированных потоков из карстовых разломов, так и в результате просачивания сквозь пористые горные породы или циркуляции воды вблизи дна. Несмотря на то, что такие процессы очень важны для теплых морей, их вклад в питание арктических морей до настоящего момента изучен не был. Впервые аномалии в температуре морской воды в северных морях были обнаружены еще 15 лет назад, но однозначного подтверждения, что их источником являются грунтовые воды, которые располагаются в земной коре ниже уровня вечной мерзлоты, до настоящего момента не было.

Чтобы оценить механизмы возникновения температурных аномалий в арктических морях, группа геологов из России, Германии, США и Швеции под руководством Александра Чаркина (Alexander Charkin) из Тихоокеанского океанологического института имени Ильичева исследовала вклад выхода грунтовых вод в море Лаптевых вблизи дельты Лены. Ученые провели измерения температуры воды вблизи дна, которые подтвердили существование областей с аномально низкой температурой. Для того, чтобы точно исследовать природу их происхождения и оценить вклад выхода в море грунтовых вод, ученые измерили содержание в воде короткоживущих изотопов радия ²²³Ra и ²²⁴Ra. По этому соотношению, исходя из геофизических моделей, исследователям удалось определить источник морской воды.

Оказалось, что действительно источником аномально холодной и более пресной воды является выход грунтовых вод со дна моря. Чтобы оценить, почему такой процесс возможен в условиях вечной мерзлоты, ученые провели геофизический анализ и обнаружили в грунте наличие таликов — незамерзающих участков в слое вечной мерзлоты, образованных результате тектонической активности. Выход грунтовых вод через талики наблюдается в море Лаптевых как в летний, так и в зимний периоды. Вторым механизмом возникновения температурных аномалий оказалось таяние на границах торосов с образованием участков холодной пресной воды, но такой процесс характерен только для зимнего периода.

По оценкам ученых, в результате выхода грунтовых вод в море попадает примерно 20 кубических метров воды в секунду, что больше, чем, например, при весеннем разливе Яны. Ученые отмечают, что в дальнейшем они надеются уточнить гидрологические механизмы, обеспечивающие приток в море воды из различных источников и оценить влияние глобальных изменений климата на слой вечной мерзлоты.

Стоит отметить, что эти процессы могут напрямую приводить к нежелательным последствиям для человека. В частности, в результате них чуть не произошло затопление Всемирного семенохранилища на острове Шпицберген.

Александр Дубов