Сжигание угля оставляет свой «след» на состоянии Тибетского нагорья

Гималаи часто воспринимаются как один из величайших природных барьеров Земли, отделяющий густонаселённые и промышленно развитые регионы Южной Азии от удалённого Тибетского нагорья. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, показывает, что этот горный хребет не является непроницаемой стеной для загрязнения воздуха.

Учёные получили прямые доказательства того, что загрязнение от сжигания угля способно пересекать Гималаи в период летнего муссона и достигать южной части Тибетского нагорья. Анализируя мхи, растущие на склонах гор, исследовательская группа смогла различить загрязнение от расположенных поблизости промышленных объектов и мелкие частицы, перенесённые через атмосферу на сотни километров.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что даже одни из самых изолированных высокогорных экосистем мира подвержены влиянию выбросов, произведённых далеко за их пределами.

Мхи как индикаторы загрязнения

В отличие от большинства растений, мхи поглощают питательные вещества и воду непосредственно из атмосферы, а не через корни. Это означает, что они также улавливают мельчайшие взвешенные в воздухе аэрозольные частицы, что делает их эффективными природными регистраторами загрязнения воздуха на протяжении длительного времени.

Сяоюй Цзяо (Xiaoyu Jiao) из Китайского университета геофизических наук и его коллеги измерили концентрации ряда потенциально опасных металлов, включая цинк, свинец, мышьяк, никель и кобальт. Исследователи также изучили стабильные изотопы цинка — слегка различающиеся формы одного и того же элемента, которые могут служить химическими «отпечатками пальцев», поскольку разные промышленные процессы порождают характерные изотопные сигнатуры.

На южной стороне Гималаев картина была выявилась очевидной. На меньших высотах мхи содержали сравнительно высокие концентрации тяжёлых металлов наряду с более лёгкой изотопной сигнатурой цинка. Анализ показал, что от 42% до 50% загрязнения в этих районах приходилось на выплавку металлов, что согласуется с переносом близлежащих промышленных выбросов в регион.

По мере продвижения исследователей выше в горы общие концентрации металлов снижались, а изотопные сигнатуры цинка становились всё более «тяжёлыми». Этот сдвиг указывал на возрастающий вклад сжигания угля, на долю которого на больших высотах приходилось от 35% до 50% источников загрязнения.

К северу от гребня Гималаев общий уровень загрязнения был, как правило, ниже. Однако мхи, собранные выше 3500 метров, неизменно демонстрировали «тяжёлые» изотопные признаки, характерные для сжигания угля.

Согласно анализу команды, сжигание угля обеспечивало от 43% до 54% загрязнения, достигающего этих высокогорных участков, тогда как прямые промышленные выбросы от выплавки играли лишь незначительную роль.

Результаты показывают: хотя Гималаи блокируют большую часть более крупного и тяжёлого загрязнения, выбрасываемого у поверхности земли, тонкодисперсные частицы, образующиеся при сжигании угля, способны перемещаться в атмосфере на гораздо большие расстояния.

Исследование указывает на летний индийский муссон как на главный механизм такого дальнего переноса. В муссонный сезон воздушные массы движутся на север из Южной Азии и направляются через глубокие долины, включая Большой каньон Ярлунг-Цангпо, прежде чем пересечь горный хребет.

Учёные обнаружили, что эта атмосферная циркуляция позволяет тонким частицам угольного происхождения достигать больших высот, где они могут осаждаться с облаками, туманом и дождями.

Напротив, загрязнители, выбрасываемые при выплавке металлов, обычно связаны с более крупными частицами, которые остаются ближе к земной поверхности и легче удаляются из атмосферы, не успевая преодолеть горы.