Арктика прогревается, но вместо того, чтобы большие реки мигрировали быстрее, они на самом деле замедляются из-за зарастания кустарником.

Многолетняя мерзлота — это основа Арктики, но она тает стремительными темпами, подвергая опасности инфраструктуру и ландшафт.

Исследователи хотели выяснить, как повышение температуры и таяние многолетней мерзлоты влияют на движение крупных арктических рек. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change, показало, что миграция русел таких рек на самом деле сокращается. Реки на Аляске и канадских Юконе и Северо-Западных территориях мигрировали на 20% меньше в период с 1972 по 2020 гг., когда температура в регионе резко возросла.

Эти большие извилистые водные потоки исторически двигались с практически постоянной скоростью, но изменение климата перевернуло эту ситуацию, сказал соавтор исследования Алессандро Йелпи (Alessandro Ielpi), геоморфолог из Университета Британской Колумбии. «Невероятно интересно посмотреть, что происходит, когда река не находится в устойчивом состоянии», — сказал он. «Что может быть лучше примера и возможности [для изучения этого явления], чем изучение реакции северных рек на изменение климата?»

Свёртывание

Реки со временем естественным образом мигрируют из-за движения воды и наносов. Боковая миграция относится к перемещению берегов реки, когда вода толкает наносы из стороны в сторону. Все реки, рассмотренные в этом исследовании, находятся в отдалённых районах — даже для Арктики — и особое внимание уделялось поймам рек.

Чтобы измерить миграцию рек, исследователи оценили снимки спутника Landsat 10 рек шириной более 100 метров на Аляске, Юконе и Северо-Западных территориях. Эти реки, в том числе Юкон и Маккензи, находятся в районах с разным слоем многолетней мерзлоты, от непрерывной до спорадической.

Исследователи сравнили изображения осевых линий рек — приблизительно середины между берегами — выбирая каждые 5 лет снимки без облаков, сделанные в одно и то же время года. Затем они создали покадровую запись, используя динамическую деформацию времени — алгоритм, изначально созданный для предсказания фондового рынка, а теперь широко используемый для естественных систем.

Они обнаружили, что в период с 1972 по 2020 гг. боковая миграция рек снижалась в среднем на 3,7% в год. Эта величина, по мнению исследователей, вполне может быть выше. Хотя изначально исследователи пытались доказать общепринятую идею о том, что берега рек обрушатся без удерживающей их многолетней мерзлоты, они с удивлением обнаружили обратное.

Полученные данные, по словам Йелпи, предполагают, что «возможно, нам нужно сделать шаг назад и взглянуть на всю природную систему и понять, что да, многолетняя мерзлота может внести свой вклад, но этот вклад не так силён, как вклад, скажем, растительности в формирование берегов русла».

Глубокие корни

Реки, которые больше всего замедлились, находились в районах с наибольшим ростом кустарников. По словам Йелпи, по мере того, как Арктика нагревается, прорастают кусты с более глубокими корнями, такие как арктическая ива. Он объяснил, что реки с самой медленной миграцией — это «те, где кустарники больше всего продвигаются к руслу».

Исследователи предположили, что корни растений удерживают берега рек на месте, сдерживая эрозию и замедляя боковую миграцию. Они смогли связать замедление роста с новой жизнью растений, используя нормализованный разностный индекс вегетации для измерения изменений в растительности с течением времени.

Много рек, которые нужно пересечь

Исследователи выбрали для текущего исследования крупные реки, потому что их легче увидеть на старых спутниковых снимках. Йелпи предупредил, что с учётом этих ограничений новые результаты не обязательно будут применимы к более мелким рекам.

«Мы не знаем, когда вы двигаетесь к всё меньшим и меньшим притокам, сохранится ли эта схема или нет», — сказал Йелпи.

Чтобы выяснить это, последующее исследование его команды сосредоточено на более мелких реках в течение более короткого периода времени с использованием новых изображений.

Идея о том, что растительность стабилизирует берега рек по мере углубления оттепели, очень интересна, говорит Бетани Нейлсон (Bethany Neilson), гидролог из Университета штата Юта, не участвовавшая в исследовании. В дополнение к расширению пространственного охвата за счёт исследования большего числа рек, она также видит возможности для расширения охвата включением различных гидрологических факторов. Например, по её словам, сильный ледоход во время весенних оттепелей может быть очень разрушительным. «Поскольку эти показатели разрушения меняются, это может действительно изменить то, что очищается и перемещается».

Новое исследование способствует пониманию того, как реки в более высоких широтах ведут себя иначе, чем реки в низких широтах, где была проделана большая часть работы по речной миграции, сказал Йелпи. «Исследование документирует изменение, но также даёт немного больше информации об особенностях функционирования рек в высоких широтах».

 

Ссылка: https://eos.org/articles/as-the-arctic-warms-these-rivers-are-slowing-down