Геохимия озер Антарктики отражает местную геологию и воздушный перенос металлов

Российские ученые оценили химический состав современных отложений озер Китеж и Глубокое, расположенных вблизи полярных станций России и Уругвая в Антарктике. Геохимики установили, что отложения унаследовали содержание большинства элементов от горных пород острова, а сами водоемы можно отнести к категории чистых. В то же время ученые предположили, что на озера влияет процесс переноса загрязнителей через атмосферу. Это подтверждается повышением концентраций свинца и сурьмы в самых верхних слоях отложений. А вот реального воздействия полярных станций на геохимии водоемов проследить не удалось. Работа, выполненная в рамках гранта РНФ, опубликована в журнале Doklady Earth Sciences.Антарктика — регион Земли с уникальными климатическими, геологическими и экологическими условиями. Несмотря на свою удаленность от основных промышленных и урбанизированных районов мира, здесь также проявляется влияние человеческой деятельности. В большинстве случает это связано с работой полярных станций, подавляющее большинство которых находится на побережье Антарктиды, а также на островах рядом с ней. Остров Кинг-Джордж, входящий в состав архипелага Южных Шетландских островов, — одно из самых густонаселенных мест в Антарктике. Кроме полярных станций России, Китая, Чили, Уругвая, Южной Кореи и других стран, сюда часто приезжают туристы, которые дополнительно нагружают местные экосистемы.Ученые из Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН, Института геологии Карельского научного центра РАН и Института озероведения Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра РАН провели анализ широкого спектра химических элементов в воде и донных отложениях двух озер острова Кинг-Джордж. Первое (Китеж) расположено вблизи полярной станции Беллинсгаузен (Россия), второе (Глубокое или Уругвайское) — вблизи полярной станции Артигас (Уругвай). В ходе полевых исследований, прошедших в рамках 67-й Российской Антарктической экспедиции ААНИИ, ученые измерили глубины озер, сделали замеры физико-химических показателей воды и отложений и взяли соответствующие пробы. Для донных отложений геохимики использовали специальный отборник системы Стогхейма (Норвегия), который позволяет получать ненарушенные колонки осадков и затем разделять их на слои от 0,5 см.Ученые выяснили, что вода озер Китеж и Глубокого имеет низкие концентрации большинства элементов. Исследователи сравнили свои результаты с данными 10-летней давности и не выявили никаких серьезных изменений. Исключение составляют кадмий, медь, марганец и железо, чьи концентрации оказались выше, чем ранее. Это может быть связано с усилившейся антропогенной деятельностью, а также с разницей в аналитических методах. Однако основной уклон в работе ученые сделали на оценку геохимических особенностей донных отложений антарктических озер. Исследователи выяснили, что химический состав отложений отражает геологические особенности острова Кинг-Джордж. Например, в местных вулканических породах много меди и ванадия. Аналогично повышенные концентрации этих металлов выявлены в отложениях. Также в геохимики установили, что сходное поведение (тенденцию) редкоземельных элементов в породах и отложениях озер.С другой стороны, исследователи выявили, что в донных отложениях редкоземельные элементы накапливаются интенсивнее, чем в породах, и которых они вымываются. Ученые связали это с тем, что отложения Китежа и Глубокого — это илы с большим содержанием тонких фракций, а в них часто содержится много редкоземельных элементов. Также ученые не исключают того, что на озера может влиять интенсивность разрушения берегов, что хорошо видно по накоплению, как редкоземельных элементов, так и лития в самых верхних слоях осадков.«Ранее другие ученые проводили исследования современных отложений озер острова Кинг-Джордж только с берегов. Мы впервые получили ненарушенные колонки с центра каждого водоема. Среди прочего этого позволило предполагать, что на эти водоемы оказывает влияние дальний перенос загрязнителей. Этот процесс хорошо известен по работам в Северном полушарии, а в Южном – таких работ мало. Мы установили, что небольшие увеличения свинца и сурьмы, которые поступают в атмосферу от сжигания угля, в отложениях озер являются следствием этого процесса. В будущем мы планируем подтвердить это и другими методами, но и сейчас есть аналогичные исследования керном льда и снега в Антарктике, где отмечается повышенное накопление металлов, в том числе свинца», — рассказывает первый автор публикации, заведующий лабораторией Института проблем промышленной экологи Севера КНЦ РАН и старший научный сотрудник Института геологии Карельского научного центра РАН, кандидат биологических наук Захар Слуковский.Автор: Ксения Матвеева.