Куда зимой исчезает кислород из Оби и зачем ученым прошлогодний снег

Исследователи центра превосходства «БиоКлимЛанд» ТГУ провели завершающий отбор зимних проб на водоемах Томской области. Их анализ должен объяснить причины некоторых природных явлений, регулярно возникающих в Сибири, но до сих пор подробно не изученных. В числе наиболее интересных феноменов – возникновение заморных зон в Оби и выбросы метана из водоемов Томской области.

Проблемный участок реки, опасный для ихтиофауны, начинается вблизи села Молчаново и уходит далеко на север. Ежегодно в этих местах наблюдаются заморы (дефицит кислорода), которые приводят к гибели значительной части промысловых запасов. Примечательно, что для других крупнейших рек Сибири – Лены и Енисея – эта проблема не характерна. Прояснить ситуацию должен анализ зимних проб воды и льда, отбор которых проводится ежемесячно до начала активного таяния.

– Считается, что дефицит кислорода и чрезмерная насыщенность углекислым газом, в особенности в зимний период, – проблема присущая малым рекам, – говорит директор ЦКП «Мегапрофиль» Сергей Воробьев. – Во-первых, это объясняется тем, что малые реки и ручьи вытекают из болот, где СО₂ изначально много, во-вторых, из-за разложения органики, которое происходит с участием кислорода. При этом мы сталкиваемся с парадоксальным явлением – именно в малые реки зимой приходит рыба, чтобы спастись от замора, возникающего на Оби.

Чтобы понять, как после ледостава функционирует экосистема Оби и куда в этот период из реки исчезает кислород, сотрудники центра «БиоКлимЛанд» организовали комплексные биогеохимические исследования. Отбор проб воды, льда и снега проводится вдоль широтного мегапрофиля, созданного учеными ТГУ. Благодаря наличию развернутой инфраструктуры – сети научных станций, расположенных на протяжении 3500 километров в направлении с юга на север – исследователи имеют возможность осуществлять мониторинг круглогодично.

В пробах воды ученые определяют концентрацию кислорода, растворенного углерода, анализируют изотопный состав, содержание микро- и макроэлементов. Наряду с этим оценивается электропроводность, которая свидетельствует о количестве примесей. Помимо речной воды и льда специалисты центра анализируют химический состав снеговой воды. Для ученых прошлогодний снег – значимый источник информации, поскольку он является своеобразной «ловушкой» для аэрозолей. После таяния воду фильтруют и смотрят химический состав, это помогает узнать, какие частицы присутствовали в атмосфере в тот или иной момент времени.

В апреле ученые центра «БиоКлимЛанд» приступят к очередному этапу исследований, нацеленных на оценку масштабов выброса метана из водоемов Томской области. Активное выделение природного горючего газа начинается при перепаде дневных и ночных температур. Оттаивание с последующим замерзанием приводит к тому, что верхний слой льда, как поршень, выдавливает метан, скопившийся в нижней части водоема. С учетом того, что в Сибири более 100 тысяч водоемов – озер, болот, рек, ручьев – суммарное количество выбросов метана, который является одним из основных парниковых газов Земли, весной может быть огромным.

– Выяснить механизм этих и целого ряда других природных феноменов можно только при помощи зимних исследований, – подчеркивает директор центра превосходства «БиоКдимЛанд» ТГУ Сергей Кирпотин. – Но наука, в особенности, университетская, так устроена, что «в поле» ученые работают только летом, зимой они анализируют собранный материал, обобщают данные. Если мы говорим об изучении Сибири и тем более сибирской Арктики, где зима – самый продолжительный сезон, то заниматься серьезно их исследованием можно только, работая «в поле» круглый год.