Атмосферные процессы, происходящие над трещинами в арктическом морском льду
Интенсивные процессы диффундирования, происходящие над трещинами в арктическом морском льду, в результате которых вода «поглощает» содержащиеся в холодном полярном воздухе пары ртути, образовавшиеся в результате реакции, известной как «взрыв брома», выступают в роли атмосферных «насосов», перекачивающих токсическое химическое вещество из атмосферы на поверхность морского льда. Дело в том, что процессы таянья «молодого» морского льда приводят к увеличению концентрации брома в воздухе. К этому выводу пришли учёные NASA, принимавшие участие в арктической полевой кампании. Подобного рода процессы могут привести к ещё более масштабному токсическому загрязнению. Если вредные вещества поступят в пищевую цепь, то это не только негативно отразится на здоровье морских обитателей, но и животных, в рацион которых они входят. Человек в данном случае не является исключением.
Учёные измерили превышающие нормы концентрации ртути морского льда у побережья городка Барроу (Аляска). Исследователи выявили, что максимальная концентрация токсических веществ содержится на поверхности ледяного покрова, окружающего трещины. Исследования Bromine, Ozone, and Mercury Experiment (BROMEX), инициируемые NASA, проводились в 2012 году.
По словам учёного из Лаборатории реактивного движения Son Nghiem, который был главным исследователем BROMEX, никто из участников полевой кампании даже не подозревал, что между этими, на первый взгляд совершенно разными процессами, есть связь. Son Nghiem является соавтором статьи о результатах исследований, опубликованной 15 января 2014 года в журнале Nature.
По словам автора научной статьи Chris Moore из Desert Research Institute, реакция с выделением ртути происходит потому, что открытая вода гораздо теплее воздуха над ней. Из-за разности температур, воздушная массы над открытым морским льдом превращаются в «варочный котёл». Chris Moore отмечает, в атмосфере над трещинами в морском льду повышенная концентрация соли, которая является основным источником галогенов, к которым относится и бром. Moore объясняет, что когда происходит «взрыв брома», то ртуть из более высоких слоёв атмосферы «опускается» к поверхности. Moore считает, что наиболее активно процессы «смешивания» происходят на высоте порядка 400 метров.
Почти вся ртуть в атмосфере Арктики поступает туда в газообразной форме из источников, расположенных ближе к югу. Учёным давно было известно, что ртуть в воздухе близ уровня земли вступает в сложные химические процессы, в результате которых они оседают на поверхности. После того, как ртуть «покидает» воздух, такие реакции приостанавливаются. Однако проведенное исследование показало, что морской лёд выступает в роли дополнительного источника ртути.
Такие процессы свойственны практически всему Северному Ледовитому океану, поскольку изменение климата приводит к интенсивному таянью морского льда. По словам Nghiem, за последние 10 лет, все чаще приходится сталкиваться с «молодым» льдом, в то время как постоянный лёд, то есть возраст которого более 3-х лет, становится всё более редким явлением. Новый лёд более тонкий и концентрация соли в нём выше, следовательно, он больше подвержен процессам образования трещин.
Дабы лучше понять последствия подобного рода процессов, команда учёных провела исследование, в рамках которого были произведены измерения концентрации ртути и прочих химических элементов на замёрзшем Чукотском море. Для этого учёные использовали снимки прибора MODIS, установленного на спутнике NASA «Terra».
Соавтор Daniel Obrist из Desert Research Institutе отмечает, что объединение спутниковых данных с существующими моделями, а также анализ множества химических процессов и возможных источников не представили какого-то иного объяснения повышенной концентрации ртути.
