Учёные Лавёровского центра обнаружили скрытые источники питания реки Ала-Арча в Киргизии

Учёные Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН наблюдают за состоянием ледников в долине реки Ала-Арча (Кыргызская Республика). Это своего рода модельный объект, где, как и в высоких широтах, происходит деградация оледенения. Причём за счёт высотной зональности такие процессы протекают достаточно интенсивно. С помощью изотопных методов архангельские специалисты выявили вероятный дополнительный источник питания Ала-Арчи, важный с точки зрения оценки стратегических запасов воды в этом регионе Центральной Азии.

Питание рек на северном склоне Киргизского хребта может осуществляться как за счёт таяния ледников, так и горной мерзлоты и погребённых (скрытых) льдов. Коллеги российских учёных из Института водных проблем и гидроэнергетики Академии наук Кыргызстана в последние годы отмечают явное сокращение оледенения в этой зоне. Потенциально это может сказаться на состоянии реки Ала-Арча, которая является важным для народного хозяйства Киргизии водной артерией: она питает крупнейший по объёму Орто-Алышский водозабор подземных вод столицы республики – города Бишкек, а также значительную часть местных сельхозугодий. Минувшим летом Бишкек испытывал острый дефицит воды.

Сотрудники лаборатории экологической радиологии Лавёровского центра приступили к оценке вклада источников питания в водный баланс бассейна Ала-Арчи в 2022 году. Пробы для исследований отбирались как непосредственно в реке Ала-Арче, так и в её притоках. Также были отобраны пробы подземных вод и атмосферных осадков.

Архангельские учёные обнаружили явное увеличение минерализации воды в русле горной реки на высотном промежутке 2 900 – 3100 м, что маловероятно при исключительно ледниковом питании. Проанализированные данные стабильного изотопного состава речной воды также показали отклонения.

– На высоте, где проявилась аномалия по минерализации, наблюдается отклонение и по изотопному составу воды: он очень сильно утяжеляется. Обычно воды в верховьях горных рек формируются из ледникового стока, и изотопный состав там имеет более отрицательные значения. Здесь же мы увидели противоположную ситуацию. И это можно объяснить тем, что в верховьях река Ала-Арча получает питание не только из чистого ледникового стока, но и из другого источника, – комментирует заведующий лабораторией экологической радиологии Лавёровского центра Евгений Яковлев.

всего, этому явлению способствует дополнительный источник питания реки – погребённый лёд. Причём тяжёлый изотопный состав воды нехарактерен для современных снеговых осадков. В верховьях Ала-Арчи расположен крупнейший в долине реки моренно-ледниковый комплекс, потенциально содержащий значительные объёмы погребённого льда. По словам представителей научной группы, скорее всего, ала-арчинский лёд, покрытый моренными отложениями, формировался в период, когда зима была теплее, чем сейчас: предположительно около 6 – 8 тысяч лет назад (климатический оптимум голоцена).

При этом учёные отмечают, что изотопный состав воды в Ала-Арче становится значительно легче в точках, расположенных после впадения реки Джинды-Су, – притока, имеющего чисто ледниковое питание и формирующегося в зоне абляции (то есть уменьшения массы по причине таяния) ледника Голубина.

– В обычной дождевой воде и снеге не происходит неравновесного изотопного фракционирования: стабильные изотопы дейтерий и кислород-18 расположены на одной линии графика зависимости. Но мы обнаружили точку, где происходит сильное отклонение от тренда, от линии метеорных (атмосферных и поверхностных) вод. Эта точка, по всей видимости, – вода из родника, находящегося в районе альпинистского лагеря «Ала-Арча» на высоте 2100 м над уровнем моря. И, вероятно, этот родник представляет собой разгрузку вод глубинной циркуляции, – сообщил Евгений Яковлев.

Он не исключил, что проба может содержать примесь термальных вод, поскольку вода здесь имеет наиболее высокую температуру – выше, чем в любом из обследованных родников, находящихся на данном интервале высот. Именно в подземных водах глубокой циркуляции может проявляться так называемое неравновесное фракционирование изотопов, связанное с изотопным обменом с контактирующими горными породами.

Справедливость гипотезы также подкрепляется исследованиями изотопного состава урана в пробах воды (соотношений 234U и 238U). Наиболее аномален уран-изотопный состав: обогащение дочерним изотопом 234U было выявлено в пробе этой родниковой воды, что ещё раз указывает на её глубинное происхождение. А концентрации ряда химических элементов в составе ала-арчинских проб также свидетельствуют о присутствии в них примеси вод из морено-ледникового комплекса.

Методы, применённые российскими учёными, позволили выполнить детальную диагностику компонентов стока горно-речного бассейна. В перспективе это даёт возможность оценить и количественные характеристики запасов скрытых льдов с помощью геофизических методов. Погребённые льды, по сути, являются стратегическими водными запасами Киргизии.

Работы ведутся в рамках гранта РНФ Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых молодыми учёными № 20-77-10057 и соглашения, заключённого между Лавёровским центром и Институтом водных проблем и гидроэнергетики Национальной академии наук Кыргызской Республики.

Фото из архива Лавёровского центра.