Воду называют одним из самых ценных ресурсов на нашей планете, есть такие регионы, где качественная питьевая вода в прямом смысле на вес золота! При этом нам, скорее всего, представится следующая картина: безжизненная жаркая пустыня…
Однако не менее сложным и проблемным регионом является Арктика, где в некоторые населенные пункты питьевая вода завозится в цистернах или в бутилированном виде. С чем это связано, почему здесь нет доступных источников питьевой воды? В чем же заключается специфика вод в Арктическом районе? Этой проблеме посвящено исследование старшего научного сотрудника ТФ ИНГГ СО РАН, кандидата геолого-минералогических наук Ирины Ивановой.
Без экспедиций невозможно продвинуться в исследованиях
В начале октября завершился полевой сезон, который в этом году включал в себя две большие экспедиции: работу в Норильске на месте экологического бедствия, а затем трехнедельную экспедицию по северу Западной Сибири. Группа ученых под руководством Ирины Сергеевны работала на территории Ямало-Ненецкого автономного округа, проделав путь от Тазовского до Салехарда и собрав пробы вод, грунтов и донных отложений возле всех северных городов.
– Экспедиции имеют огромное значение для гидрогеолога, – считает И.С. Иванова. – Без них невозможно продвинуться в исследованиях, каждый полевой сезон закладывает основу на весь следующий год. Я езжу в экспедиции каждый год, начиная с 2009 года, когда начала работать в ТФ ИНГГ. С 2009 по 2015 годы это были экспедиции по Томской области, их целью было изучение подземных вод нашего региона (этой теме посвящена моя кандидатская диссертация, защищенная в 2013 году).
С 2015 года начался мой путь на север, когда я вошла в состав научной группы под руководством Людмилы Широковой, ведущего научного сотрудника ФИЦКИА РАН, (Архангельск). При поддержке РНФ она изучала особенности природных вод в Нарьян-Маре. В течение трех лет был накоплен значительный опыт полевых работ на Севере – в Большеземельской тундре, в районе Нарьян-Мара. Это все позволило сформировать хороший задел для реализации нашего проекта по изучению особенностей водных ресурсов Арктики, описанию состава органического вещества в них.
Чем опасно таяние вечной мерзлоты?
Прежде чем перейти к рассказу о водах Арктики, следует отметить, что с каждым годом на северных территориях все больше ощущаются последствия глобального потепления: таяние вечной мерзлоты меняет привычный ход жизни многих экосистем, в том числе влияет на особенности водных ресурсов.
Водная система Арктики включает в себя реки, подземные воды (наименее подверженные антропогенному загрязнению), родники, а также озера, в том числе и термокарстовые. Широко распространенные на северных территориях, эти небольшие и неглубокие озера образуются в результате таяния вечной мерзлоты в торфяных отложениях. Сформировавшуюся в рельефе впадину постепенно заполняет вода темного цвета: на такую окраску водоема влияют фульвовые и гуминовые кислоты, высвобожденные из торфа в результате таяния вечной мерзлоты. «Именно увеличение концентраций этих кислот, являющихся продуктами разложения растительности, свидетельствует о процессах деградации вечной мерзлоты», – говорит Ирина Иванова.
До наступления глобального потепления вечная мерзлота представляла собой мирно спящее захоронение торфяных залежей, являющихся источником органических веществ и газов (метана, углекислого газа). Но вот ей пришлось внезапно проснуться, и состав природных вод начинает стремительно меняться: увеличивается концентрация фульвовых и гуминовых кислот; в подземных водах, залегающих близко к оттаявшей вечной мерзлоте, усиливается накопление металлов, в том числе и тяжелых – железа, марганца, меди, цинка, никеля, кадмия. Не исключено, что такие подземные воды могут использоваться для хозяйственных или даже питьевых целей, но длительное пользование может вызывать заболевания желудочно-кишечного тракта, способствовать ухудшению состояния кожи и зубов.
– На территории Арктики далеко не в каждом крупном населённом пункте можно встретить привычный для нас водозабор, – поясняет исследователь. – Например, таковые имеются в Салехарде и Губкинском. На Севере можно встретить неглубокие (примерно глубиной 10–30 метров) частные скважины, используемые для хозяйственных нужд. Эти объекты – воды из централизованных водозаборов и частных скважин – также необходимо изучать, осуществлять отбор проб, анализировать их.
Что планируется еще?
Арктика становится одним из ключевых регионов, с которым связываются многие надежды. Но освоение региона невозможно без внимания к экологической проблематике, одной из важнейших составляющих которой является состояние водных ресурсов и их безопасность для человека. Поэтому реализация проекта под руководством Ирины Ивановой имеет очень большое значение, ведь результаты исследований позволят получить самую актуальную информацию о состоянии арктических вод, о том, какие изменения они претерпевают в результате климатических процессов.
Итак, полевой сезон закончен, начинается работа в лабораториях, анализ всех полученных проб. Как отметила Ирина Сергеевна, ученым предстоит проанализировать пробы воды, почв и донных отложений, изучить их химический, микробиологический и изотопный составы. Также будет выполнен анализ растворенного в водах органического вещества, которое, как правило, на 80–95 процентов состоит из фульвовых и гуминовых кислот, но может включать и ряд других органических микропримесей, о наличии которых необходимо знать.
Следующим летом ученых ждет очередная экспедиция, целью которой станет исследование подземных вод, системы действующих водозаборов и скважин. Еще одна экспедиция в Арктику в рамках гранта запланирована на лето 2022 года.
Ольга БУЛГАКОВА
Фото предоставлено Ириной Ивановой