Снижение загрязнений не приводит к полному восстановлению северной природы

Деятельность человека меняет природу. В XX веке в связи с развитием промышленности увеличилось содержание парниковых (водяной пар, углекислый газ, метан, озон) и кислотообразующих (оксиды серы и азота) газов в земной атмосфере. Это привело к значительному росту температуры воздуха, неустойчивости климата, нарушению гидрологических циклов, а также к закислению водоемов и деградации растительности и почв.

Эти явления очень выражены в Северной Америке и Европе: рост кислотообразующих выбросов здесь связан с развитием индустрии, а климатические изменения — с тем, что в высоких широтах парниковый эффект проявляется значительно ярче. К концу прошлого века негативное воздействие на окружающую среду снизилось, как в связи с принятием природоохранных мер, так и вследствие прекращения деятельности некоторых предприятий. Логично было бы предположить, что негативные явления по прошествии нескольких десятилетий исчезнут или по крайней мере сгладятся, и природа начнет возвращаться к «исходной точке».

Ученые из Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского РАН и Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН сопоставили данные многолетних исследований геохимии водоемов Кольского полуострова и архив сведений о климате в этом регионе. Результаты анализа они представили в седьмом номере журнала «Геохимия» за 2022 год. Выяснилось, что несмотря на снижение содержания кислотообразующих газов в атмосфере, состав поверхностных вод региона не восстанавливается.

Исследование охватило 28-летний период с 1990 по 2018 годы. Началось оно в период активной кооперации Кольского научного центра с институтами соседних стран: Финляндии, Норвегии и Швеции. Состав воды изучали в 75 малых озерах Мурманской области с интервалом в 4–5 лет. В исследования включались озера площадью от 0,4 до 20 квадратных километров, не подверженные антропогенному загрязнению напрямую. Влияние внутригодовых и сезонных изменений минимизировали отбором проб в период осеннего охлаждения: в сентябре для тундровых озер, в октябре — для таежных.

Из архива климатических измерений были использованы среднемесячные температуры приземного слоя воздуха в период открытой воды (с июня по сентябрь), полученные по четырем станциям на северо-западе, севере, в центральной части и на юге полуострова. Для понимания геохимических процессов ученые изучили геологическую структуру и ландшафты региона.

Данные метеонаблюдений показали, что в последние десятилетия в регионе летом неуклонно возрастают как средняя температура воздуха, так и количество осадков. Водоемы, характеризующиеся низкой минерализацией, а также низким содержанием органических веществ в связи с геологическими и климатическими условиями, к концу XX века под воздействием антропогенных выбросов были загрязнены оксидом серы, медью и никелем. В ответ на снижение эмиссии снизилось и содержание в воде этих веществ, выросла ее кислотонейтрализующая способность.

Ряд озер, однако, продолжает демонстрировать закисление, что с большой вероятностью связано с составом горных пород. Содержание растворимых органических веществ в воде большинства озер нарастало до 2010 года, затем этот показатель несколько стабилизировался, но так и не вернулся к природному значению. Синхронно с повышением температуры растет и содержание биогенных элементов — азота и фосфора.

Ученые предполагают, что этот процесс в небольшой степени связан с поступлением биогенных элементов из отходов добычи и переработки полезных ископаемых. Больший вес имеют биогеохимические процессы на водосборе и в водоеме, вызванные снижением потока кислот на водосборы и потеплением климата. Возможно ли, что запущенные процессы приведут к восстановлению озер до природных показателей? Исследователи считают это маловероятным. Биогеохимические циклы и в дальнейшем могут трансформироваться в ту или иную сторону, но при продолжении потепления климата и меняющихся антропогенных нагрузках (как в сторону их увеличения, так и снижения) возврата к природным показателям не будет.