Лесные пожары принято считать одной из серьезных угроз для окружающей среды, однако их последствия оказались сложнее, чем принято считать. Американские ученые выяснили, что дым от горящих лесов способен заметно менять химический состав дождевой воды. Когда ливни проходят через задымленный воздух, вместе с осадками на землю поступает значительно больше фосфора, азота и калия — элементов, необходимых для роста растений. При этом такой природный механизм может иметь и обратную сторону: попадая в реки и озера, обогащенная питательными веществами вода способна нарушать баланс водных экосистем, передает inbusiness.kz со ссылкой на Naked-Science.
К такому выводу пришла исследовательская группа из Университета штата Юта в США. Ученые изучили химический состав осадков на более чем 250 станциях мониторинга, расположенных по всей стране. Для анализа они сопоставили спутниковые данные о перемещении дымовых облаков с результатами исследований дождевой воды, собранными в 2014, 2020 и 2022 годах.
Исследователи обнаружили четкую разницу между обычными дождями и осадками, которые проходили непосредственно через задымленный воздух. В дни таких ливней содержание ключевых питательных веществ в дождевой воде заметно увеличивалось.
"Особенно сильно менялась концентрация трех элементов, важных для растительности. Доступного фосфора в дождевой воде становилось, в среднем, на 46% больше, калия — на 41%, а азота — на 36%. Кроме того, вместе с осадками на поверхность земли поступали повышенные количества кальция, магния и сульфатов", - отметили исследователи.
Ученые связывают это с частицами, которые содержатся в дыму от лесных пожаров. В пробах дождевой воды исследователи обнаружили микроскопические частицы золы и угольной пыли. Попадая в дождевые облака, эти вещества вымываются из атмосферы и растворяются в воде. В результате, осадки получают дополнительную порцию химических элементов, которые затем вместе с дождем попадают в почву и водоемы.
Таким образом, дымовая завеса, которая, с точки зрения качества воздуха, является серьезной проблемой, одновременно становится своеобразным переносчиком питательных веществ. Дождь очищает атмосферу от части содержащихся в ней частиц, но эти вещества не исчезают — они выпадают на поверхность вместе с осадками.
"При этом интенсивность такого эффекта оказалась неодинаковой в разных регионах США. Наибольшее количество "дымовых осадков" ученые зафиксировали на западе страны и на Аляске. Именно там ливни, проходившие через дымовые облака, сопровождались особенно заметным увеличением концентрации аммония и калия", - уточнили авторы научного проекта.
В некоторых западных штатах каждый дополнительный день задымленных ливней приводил к тому, что содержание азота в дождевой воде увеличивалось более чем в два раза. Это показывает, насколько сильно масштабные лесные пожары способны влиять не только непосредственно на атмосферу, но и на химический состав осадков.
"Совершенно другая картина наблюдалась на северо-востоке США. Здесь дожди, преимущественно, вымывали из дымовых облаков фосфор. Его концентрация в осадках увеличивалась более чем на 100%", - рассказали ученые.
Особенно показательным стал 2022 год, который исследователи называют аномальным. По их расчетам, на долю обогащенных питательными веществами осадков пришлось от 20% до 30% всего годового количества фосфора, калия и кальция, поступивших в почву по всей стране.
Иными словами, дым от лесных пожаров в отдельных регионах способен становиться настолько значимым источником веществ, что его влияние уже заметно в годовом балансе питательных элементов, получаемых почвой вместе с атмосферными осадками.
Ученые также обратили внимание на изменение соотношения азота и фосфора. На трех четвертях исследованных станций дожди, прошедшие через дымовые облака, приносили на землю пропорционально больше азота, чем фосфора.
"Это изменение имеет значение для экосистем, поскольку растения и микроорганизмы зависят не только от абсолютного количества питательных веществ, но и от их соотношения. Если одного элемента становится значительно больше относительно другого, это может изменить процессы роста растений и функционирование целых экосистем", - пояснили ученые.
Авторы исследования отмечают, что обнаруженный эффект нельзя однозначно назвать положительным. С одной стороны, дополнительное поступление азота и фосфора может способствовать восстановлению лесов после пожаров. Для растительности, пережившей огонь, дополнительный приток питательных веществ потенциально создает более благоприятные условия для роста.
С другой стороны, те же вещества могут представлять угрозу для водных экосистем. Если обогащенные осадки попадают в горные озера и реки, избыток питательных элементов способен нарушить сложившийся природный баланс.
Одним из возможных последствий становится активное размножение цианобактерий, которых часто называют синезелеными водорослями. Их бурное цветение способно негативно влиять на состояние водоемов и создавать экологические проблемы.
Получается парадоксальная ситуация: один и тот же процесс может одновременно помогать одним компонентам экосистемы и создавать угрозу для других. Пожарный дым загрязняет атмосферу и ухудшает качество воздуха, однако после выпадения осадков часть содержащихся в нем веществ оказывается в почве, где может использоваться растениями.
При этом ученые подчеркивают важность учета подобных процессов при оценке последствий лесных пожаров. Воздействие огня не заканчивается непосредственно в зоне возгорания: дымовые облака способны перемещаться на большие расстояния, а содержащиеся в них вещества затем возвращаются на поверхность вместе с дождем.
Исследование показывает, что лесные пожары способны менять природный круговорот питательных веществ сразу на нескольких этапах — от выброса частиц в атмосферу до их последующего переноса дождевой водой в почву, реки и озера. Поэтому последствия крупных возгораний могут проявляться далеко за пределами непосредственно выгоревших территорий.
Читайте по теме:
Пожар на площади 650 га тушат в Карагандинской области
