Вчені виявили одну з найтемніших річок світу

Коли дослідники натрапили на річку Руки, вони були дуже здивовані. Вода в цій річці, притоці могутньої річки Конго, настільки темна, що буквально не видно руки перед обличчям. «Ми були вражені кольором річки», — каже дослідник ETH Zurich Тревіс Дрейк, який щойно опублікував дослідження Рукі в журналі «Лімнологія та океанографія» разом із колегами з групи стійких агроекосистем під керівництвом Йохана Сікса. як і з інших університетів.

Порівняння з іншими великими тропічними річками показує, що Руки, можливо, навіть найчорніша велика річка з чорною водою на Землі — вона, напевно, набагато темніша, ніж знаменита Ріу-Негро в Амазонці.

Причина, через яку вода чорна, полягає в тому, що вона містить велику кількість розчинених органічних речовин і практично не містить осаду через низький ухил річки. Ці багаті вуглецем речовини в основному змиваються в річку дощами, які випадають на мертву рослинність джунглів і вимивають органічні сполуки з рослинного матеріалу, що розкладається. Більше того, під час дощів річка затоплює ліс. Для повільного відступу води, часто до пояса, можуть знадобитися тижні, протягом яких вона вимиває органічні речовини. «Руки — це, по суті, чай з джунглів», — каже Дрейк.

Торф’яні болота та незаймані тропічні ліси

Не лише темна вода особлива. Руки, ширина якої становить один кілометр і впадає в Конго, є унікальною у всій своїй повноті. Її водозбірний басейн, який у чотири рази перевищує площу Швейцарії, досі вкритий незайманими первинними низинними тропічними лісами. Уздовж річки розташовані великі торфовища, що містять гігантські кількості мертвого рослинного матеріалу, що не розклався, що робить їх значними поглиначами вуглецю.

Незважаючи на свою унікальність і розмір, Руки ніколи раніше не піддавалося науковому вивченню. Хоча різні сезонні рівні води в річці були зафіксовані з 1930-х років, досі немає даних про її хімічний склад. Ніхто ще не визначив, скільки розчиненого органічного вуглецю (РОУ) міститься у воді і насамперед звідки він береться.

Тому у 2019 році Дрейк та його колеги встановили вимірювальну станцію недалеко від міста Мбандака, недалеко вгору за місцем злиття річок Руки та Конго, та вимірювали витрату води кожні два тижні та щоденний рівень води протягом року, щоб визначити рівень води. річний стік.

«Наші методи вимірювання на місці були досить простими», — говорить Дрейк. Він розповідає, що Мбандакі не має постійного джерела електроенергії, є лише кілька дизельних генераторів і майже ніякої інфраструктури – навіть електродриля для встановлення покажчика рівня паводка. «Тому нам часто доводилося імпровізувати», — говорить він з усмішкою.

Що проби води розповідають про Руки

Проби води відбиралися при кожному вимірі скидання та відправлялися до лабораторії ETH Zurich для аналізу. Там дослідники визначили вміст DOC у зразках, а також вік органічного матеріалу на основі радіоактивного вуглецю DOC. Крім іншого, вони хотіли з’ясувати, чи виділяє торф уздовж річки вуглець (і в якийсь момент розкладається на CO2).

Дослідники вирішили вивчити воду, оскільки вона містить вуглецеві сліди з усієї водозбірної площі, які, своєю чергою, передають інформацію про походження та використання землі. Перевага аналізу води: «Нам потрібно збирати зразки лише з одного місця, щоб отримати інформацію про величезну територію — як лікар, який бере зразок крові, щоб визначити стан здоров’я пацієнта», — каже співавтор дослідження Матті. Бартель.

Незвідана гідрологія

Аналізи підтвердили візуальне враження: «Руки — одна з найбагатших DOC річкових систем у світі», — говорить Бартель. Його вода містить у чотири рази більше органічних сполук вуглецю, ніж у Конго, та в 1,5 раза більше, ніж у воді Ріу-Негро в Амазонці.

І хоча водозбірний басейн Руки становить лише двадцяту частину всього басейну Конго, п’ята частина розчиненого органічного вуглецю до Конго надходить саме з цього припливу.

DOC зазвичай буває як органічних кислот, що підвищують кислотність річкової води. Це стимулює виділення вуглекислого газу (CO2), оскільки кислоти розчиняють карбонати, присутні у воді. «Викиди CO2 відносно високі у всьому водозбірному басейні Руки, але не відрізняються від інших тропічних річок», — пояснює Дрейк. Це пов’язано з тим, що Руки — млява і спокійна річка, через що вуглекислий газ, що міститься у воді, важче виходити в повітря. «У бурхливій річці ми побачимо вищі викиди», — каже він.

За словами Дрейка, ізотопний аналіз вуглецю також показує, що більшість вуглецю надходить з лісової рослинності, а не з торфу. Лише протягом короткого періоду часу наприкінці сезону дощів з березня до квітня, після пікового стоку, дослідники знаходять свідчення того, що торфовища виділяють вуглець у воду. Незрозуміло, як і чому це відбувається саме в цей момент. «Однак загалом ми бачимо у річці дуже мало торфу», – каже Дрейк. «І це хороша новина, тому що це також означає, що торфовища стабільні».

Зараз, за його словами, немає небезпеки, що органічний матеріал, що міститься в торфовищах, вийде назовні, оскільки вони майже цілий рік знаходяться під водою і, отже, не піддаються впливу кисню. Проте компанії виявили інтерес до природних ресурсів басейну Руки. Зміни у землекористуванні, такі як вирубування лісів, можуть змінити режим річки. Це може призвести до висихання торфовищ та їх розкладання бактеріями, які звільнять величезну кількість CO2. «Торф’яники в басейні Конго зберігають близько 29 мільярдів тонн вуглецю», — говорить Бартель. «Для клімату було б краще, якби вони залишалися вологими».

Давній дослідницький проект

Йохан Сікс та його група вивчають вуглецевий цикл басейну Конго з 2008 року. Конго — одне з найважливіших тропічних річкових систем Землі. Він виносить величезну кількість вуглецю у морі. Рослинність у водозбірному басейні впливає на вуглецевий цикл, як і землекористування. Саме під час розвідувальної поїздки з вивчення вуглецевого циклу (біогеохімії) басейну Конго дослідники натрапили на річку Руки.

Після поїздки на Руки вчені зараз вивчають інші притоки Конго, такі як Касаї та Фімі, і поступово вирішують вуглецеву головоломку.