Израильские ученые изучают таяние вечных льдов в Заполярье. Они уверены, что глобальное потепление грозит критическими изменениями на Земле и опасно для жизни людей.
Трагедия в Салехарде
Небывалая вспышка сибирской язвы в небольшом городе Салехард в России, в 2016 году потрясла мировую общественность и заставила ученых всерьез задуматься о причинах ее возникновения. В тот год, в разгар эпидемии были госпитализированы десятки кочевых скотоводов и их семьей, погиб 12-летний ребенок, умерли 2300 оленей.
Сибирская язва – это инфекция, вызванная бактерией, которая переходит к людям от животных. Эта болезнь считается очень редкой. Последние случаи в России относятся к 1940-м годам.
Израильтяне в Заполярье
Экспедиция израильских ученых в течение нескольких последних лет работала в Заполярье. В ходе исследований выяснилось, что вспышка сибирской язвы в Салехарде произошла после периода необычно высоких температур, которые, очевидно, вызвали высвобождение бактерий.
Оказалось, что вечная мерзлота не только тает, но и прокладывает путь в местные реки и ручьи. А значит и случаи вспышек сибирской язвы в Салехарде могут повториться в ближайшем будущем.
Вечная мерзлота – слой, который остается замерзшим на протяжении тысяч лет и расположен под поверхностным слоем земли.
Тогда как таяние ледников и ледяных щитов уже давно стало символом изменения климата, новые исследования показали, что под землей также происходят критические изменения.
Как тают вечные льды
Изменения климата вызывают потепления Арктики как минимум в два раза быстрее, чем в других частях света. Таяние льдов в море и ледяных щитов на земле стало символом глобального потепления. Таяние самой земли, ее глубинного слоя, вечной мерзлоты имеет и другие, опасные последствия. В результате этого процесса высвобождается огромное количество угля, метана и мощного парникового газа. Как следствие на поверхность выходят останки умерших людей и животных, а с ними различные древние патогены, которые водными потоками потоками распространяются дальше.
«Над слоем вечной мерзлоты расположен «активный слой» почвы, который оттаивает каждый год летом и снова замерзает осенью, таким образом логично было предположить, что эта вода будет попадать в реки и источники. До недавних пор существовали лишь косвенные указания на таяние вечной мерзлоты, но не было прямых доказательств.» – поясняет эколог Управления природы и парков Израиля, аспирант Бар Иланского университета, член экспедиции Дотан Ротем. Дотан вместе со своим научным руководителем профессором Ишаем Вайнштейном ищут доказательства этого феномена в реках и водных источниках Заполярья.
«Мы решили проверить, – говорит профессор Вайнштейн, – отличаются ли характеристики вечной мерзлоты от активного слоя. Если нам удастся обнаружить свойства вечной мерзлоты весной в местной родниковой воде, можно будет утверждать, что источником воды является вечная мерзлота. Другими словами, это будет служить доказательством тому, что земля действительно тает.»
Изотопы в подземных водах
Концепция израильских ученых основывается на методах гидрологического исследования отслеживания пути водных потоков.
«В обычной практике мы используем радиоактивные изотопы для исследования потока подземных вод в море, – поясняет профессор Вайнштейн. – Однажды мы поняли, что эти же методы можно применить и для изучения слоя вечной мерзлоты.»
Исследователи решили применить радии, радиоактивный металлический элемент, обычно содержащемся в почвах, включая и вечную мерзлоту. Период полураспада радия составляет 1600 лет. При этом «выносливые» изотопы радия могут выдерживать вечную мерзлоту на протяжении тысяч лет. Активный же слой почвы смывается во время таяния. Таким образом, исследователи предположили, что, датировав найденный в местных водах радий, они смогут определить источник воды.
Земля как бетон
Реализация проекта началась в 2014 г. на норвежском архипелаге Шпицберген в Северно-ледовитом океане. Исследователи предприняли попытки подтвердить свои гипотезы. Для израильских ученых первое посещение Заполярья стало уроком о разнице между теорией и практикой.
«Мы, израильтяне, не знакомы с замерзшей землей. – рассказывает Дотан Ротем.- До этого момента у нас была только идея. Все наши знания о вечной мерзлоте происходили из книг. Мы начали бурить землю и на глубине 60 см мы достигли очень твердого материала, который вел себя как бетон. Я был очень удивлен, когда местный коллега сказал, что мы достигли потолка вечной мерзлоты».
Сколько лет воде
После этой первой поездки исследователи часто возвращались на архипелаг, оставаясь там на недели. Со временем методы их исследования стали более сложными.
«Сначала мы были довольно наивными и использовали методы, при которых нам приходилось ждать почти 24 часа после бурения земли, – говорит профессор Вайнштейн. – Земля просто таяла, мы получали грязь. Очевидно, это был не лучший способ. Тоегда мы подкорректировали наши действия и теперь используем микроволны и центрифуги, которые отделяют воду от земли за считанные минуты. Пропускаем воду через пропитанную марганцем ткань, которая поглощает радий, и проводим измерения.»
Использование этого метода позволило команде увидеть различия между растаявшей водой из вечной мерзлоты в реках и ручьях архипелага Шпицберген.
Получив подтверждение своим догадкам, они попытались определить возраст замерзшей воды в земле.
«Радиоактивные материалы позволяют нам не только определить источник воды, но и понять ее возраст, так как изотопы распадаются с известной нам скоростью. Мы определили, что земля замерзла в промежутке от 1000 до 3000 лет назад», – пояснил Ротем, добавив, что эти данные совпадают с прочими геологическими исследованиями, согласно которым замерзание земли относят к нескольким тысячам лет назад.
Исследование помогло израильским ученым не только понять, как таяние вечной мерзлоты влияет на изменение климата в мире. Профессор Вайнштейн уверен, что участие в исследовании израильтян очень важно. «В Заполярье мы посмотрели за пределы наших локальных проблем».
Марина Андреева