Выявлены процессы перестройки экосистем озер Арктики

Российские ученые обнаружили процессы перестройки экосистем арктических озер, связанных с уменьшением их водности. Происходящие изменения они увидели с помощью диатомового анализа и гранулометрии колонок донных отложений из двух озер – Лангтибейто, что на полуострове Ямал и Гольцовое — на Гыданском полуострове, расположенных на севере Западно-Сибирской равнины, в районах не подверженных прямому антропогенному воздействию.

Исследования проводились в соответствии с государственным заказом Институтом геохимии и аналитической химии имени В. Вернадского РАН и Институтом водных проблем РАН при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований. Донные отложения были отобраны сотрудниками ТюмГУ в рамках реализации мегагранта «Формирование качества вод в условиях изменения окружающей среды и климата Западной Сибири». Работа ученых опубликована в рецензируемом журнале «Геохимия». Исследования показали, что скорость осадконакопления в арктическом секторе Западной Сибири составляет от 1,7 до 2,0 мм в год.

Концентрации химических элементов по всей длине колонок остаются на уровне фоновых в обоих озерах. Только ртуть показала существенное превышение локального фона в приповерхностных слоях донных отложений. По мнению ученых, возможная причина – поступление этого вещества из атмосферы за счет переноса с воздушными потоками на большие расстояния.

«Уязвимость природы арктических регионов обуславливает высокую реактивность экосистем. Это предопределяет информативную “запись” изменений в толщах донных отложений, включая изменения биогеохимических циклов и глобальные потоки загрязняющих веществ в атмосфере, а также динамику климата и состояния экосистем. Они регистрируются на основе геохимического состава и останков микроскопических одноклеточных организмов в донных отложениях», — сообщил директор Института наук о Земле Тюменского государственного университета Виталий Хорошавин.

Исследования показали, что особенности осадка, который в обоих случаях четко разделяется на два слоя – суглинок в верхней части колонок и песок в основании, существенно не влияют на распределение элементов в колонках.

Как пояснил Виталий Хорошавин, донные отложения содержат крайне низкий процент органического вещества даже в верхних суглинистых частях колонок. Факторы обогащения, рассчитанные относительно средних содержаний в глинистых сланцах, не превышают значение двух даже для максимальных концентраций в отобранных пробах, что позволяет рассматривать обследованные озера как фоновые, то есть эколого-геохимические особенности этих водоемов регулируются преимущественно природными процессами.

Сопоставление данных диатомового и гранулометрического анализа (то есть определение размеров и количественного соотношения частиц, слагающих рыхлую горную породу) выявило процессы перестройки экосистем озер, которое характеризуется существенным изменением соотношения песчаной, глинистой и илистой фракций в донном осадке. Это может быть связано с обмелением водоемов в результате климатических изменений, иссушением климата Арктики, длившегося последние несколько тысяч лет.

Для реконструкции новейших климатических изменений в арктических районах планируют продолжать исследования с помощью сочетания биоиндикационных методов на основе диатомового анализа и геохимических определений. Несмотря на определенные различия между озерами, они очень близки по химическому составу и концентрациям элементов, которые находятся в пределах нормы и ниже ее. Для обоих водоемов характерно увеличение концентраций от нижних слоев к поверхности практически для всех элементов (более четко проявляется в озере Лангтибейто).

Север Западной Сибири является регионом интенсивной разработки месторождений углеводородов. Здесь находится более 200 месторождений, где ежегодно добывается 290–310 миллионов тонн нефти и 35–40 миллиардов кубометров природного газа. Интенсивная разработка крупных газоконденсатных месторождений, строительство газопроводов приводит к росту антропогенной нагрузки на окружающую среду.

Поэтому важна не только реконструкция динамики происходящего в окружающей среде и климата в арктических регионах Западной Сибири, но и оценка динамики осадконакопления элементов и состояния экосистем в многолетнем срезе, и выявление возможного антропогенного вклада в эти изменения в период индустриальной деятельности по освоению нефтегазовых месторождений.