Учените откриха невидим източник на парникови газове в реките

Ново проучване установи, че подпочвените води, изхвърляни директно на повърхността по протежение на бреговете на потоците, може да са значителен, нерегистриран източник на емисии на парникови газове в атмосферата, променяйки традиционното разбиране за пътищата на цикъла на въглерод и азот в речните екосистеми.

Учените отдавна признават важната роля на потоците и реките за изпускането на парникови газове в атмосферата. Традиционните модели предполагат, че газовете от подпочвените води първо се смесват с речните води, преди да навлязат в атмосферата. Въпреки това, проучване, публикувано в Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, установи, че значителна част от тези газове могат да навлязат в атмосферата, без да се смесват с повърхностните води.

Алина Бисън и нейните колеги са насочили своето проучване върху три места във водосбора на река Фармингтън в Кънектикът и Масачузетс. Изследвали са райони, където подпочвените води преливат по време на типичен летен сезон на оттичане. Тази форма на заустване на подпочвените води създава директен път за навлизане на парникови газове в атмосферата.

За да идентифицират зоните, където се заустват подпочвените води, изследователите са използвали иновативен подход. Използвали са ръчни термални инфрачервени камери, които им позволяват ясно да идентифицират бреговете с и без открити подпочвени води.

Значителни разлики в концентрациите на парникови газове

След откриване на зоните на изтичане на подземни води, екипът е провел серия от измервания. Определил е потоците от парникови газове — въглероден диоксид (CO2), азотен оксид (N2O) и метан (CH2) — както и скоростта на заустване на подземните води по крайбрежието. Освен това са събрани проби от подземните води за анализ на съдържанието на разтворен органичен въглерод, кислород и азот.

Резултатите от изследването разкриват значителни разлики между подпочвените и повърхностните води. На едно от местата за изследване концентрацията на CO? в подпочвените води превишава концентрацията в повърхностните води с 1,4-19,2 пъти. Разликата е още по-впечатляваща за N?O, като концентрациите в подземните води варират от 1,1 до 40,6 пъти по-високи, отколкото във водите на повърхността.

Проучването разкрива интересна особеност на районите без просмукване на подземни води. Тези зони действат като поглътители на N2O, за разлика от зоните с активно заустване на подпочвените води, които са източници на емисии. Емисиите CO? и N?O в местата за заустване на подпочвените води са съответно 1,5 и 1,6 пъти по-високи, отколкото във водите на повърхността.

Основното заключение на проучването е, че средно 21% от емисиите на подпочвените води навлизат в атмосферата, преди да се смесят с водите на повърхността. Това означава, че съществуващите модели на емисии от речните системи могат да подценяват общото количество парникови газове.

Преосмисляне на моделите на речните екосистеми

Проучването на Бисън и колегите демонстрира необходимостта от преразглеждане на традиционните модели на емисиите на парникови газове от речните екосистеми. Откритото изтичане на подземни води по бреговете на реките може да представлява значителен, но все още недостатъчно признат източник на емисии на парникови газове.

Авторите подчертават, че са необходими допълнителни изследвания, за да се разберат по-добре потенциалните изпускания от речните коридори, особено когато се наблюдава интензивно изхвърляне на подземни води. Това е особено важно за точната оценка на общия принос на сладководните екосистеми към глобалния въглероден бюджет.

Това изследване има важни последици за моделирането на изменението на климата и стратегиите за смекчаване. По-точно, отчитането на всички източници на емисии на парникови газове, включително „скрити“ пътища като директни емисии от подпочвените води, е от решаващо значение за разбирането и прогнозирането на бъдещото изменение на климата.

Бъдещите изследвания биха могли да се съсредоточат върху сезонните вариации в тези емисии, влиянието на различните типове почва и подлежащите скали и взаимодействията между качеството на подземните води и производството на парникови газове при различните хидроложки условия.