Грунтовые воды влияют на химический состав океана не меньше, чем реки и вулканы

Ученые из Института Вейцмана показали, что прибрежные водоносные горизонты играют важную роль в регулировании химического состава океана и климата планеты. Работа опубликована в журнале Nature Communication.

Ученые давно исследуют влияние рек и подводных вулканов на океан, но до сих пор никто не обращал внимания на прибрежные подземные воды. Исследователи Института Вейцмана решили восполнить этот пробел. Они сравнили образцы воды из глубоких скважин в сотнях метров от берега с пробами, взятыми непосредственно под береговой линией.

Выяснилось, что морская вода медленно просачивается в водоносные слои. Этот процесс занимает десятилетия или даже века, и существенно меняет химический состав подземных вод.

Ученые оценили потоки химических элементов между водоносными горизонтами и океаном в глобальном масштабе. Оказалось, что прибрежные водоносные слои ежегодно поставляют в океан около 5 терамолей (терамоль – 10^12 молей) кальция. Это сравнимо с вкладом всех поверхностных рек (13 терамолей) и значительно превышает вклад подводных вулканов (1,6 терамоля).

Кальций играет важнейшую роль в улавливании углекислого газа: он связывается с карбонатами, образуя раковины морских организмов, которые захоранивают углерод на тысячи лет.

При повышении уровня моря больше морской воды проникает в прибрежные водоносные горизонты. Там вода вступает в длительные химические реакции с породами и осадками. В результате этих реакций вода обогащается кальцием и другими элементами, а затем возвращается обратно в океан.

Этот процесс может усилить поглощение углерода океаном. Но этот же процесс приводит к засолению пресных подземных вод, угрожая водным ресурсам. Открытие делает важную поправку в наше понимание глобального углеродного цикла и требует пересмотра моделей управления прибрежными водными ресурсами.