Существует менее очевидный источник выбросов углекислого газа, чем автомобили и заводы: реки и ручьи. Внутренние воды выделяют углерод в атмосферу, но их вклад зависит от концентрации растворенного неорганического углерода (ДВС) из минералов и других источников. Но какие факторы влияют на концентрацию ДВС-синдрома? Команда инженеров штата Пенсильвания в настоящее время определила, что как расход воды — или объем воды, протекающей через реку или ручей, — так и сам климат могут оказывать значительное влияние.

Они опубликовали свои результаты в журнале Global Biogeochemical Cycles.

"В этой работе мы хотели увидеть, как концентрации ДВС в реках варьируются по всей территории Соединенных Штатов и как на них могут влиять климат и различные условия различных водоразделов, такие как их геология, растительность и другие аспекты землепользования", - сказал первый автор Брин Стюарт, аспирант кафедры инженерной экологии факультета гражданского строительства и охраны окружающей среды. "Мы также хотели посмотреть, как меняется экспорт DIC на разных участках и влияют ли на это также различные характеристики водоразделов".

По словам Стюарта, исследователи сосредоточились на двух масштабах анализа: индивидуальном экспорте углерода и экспорте углерода между участками.

Чтобы провести межрайонный анализ, исследователи изучили данные о средних концентрациях ДВС-синдрома, характеристиках водосбора, климате и среднем стоке из более чем 100 рек с минимальным возмущением на территории Соединенных Штатов. Для анализа отдельных участков исследователи сосредоточились на мгновенных концентрациях ДВС-диоксида и сбросе через более чем 100 рек и на шести дополнительных участках, по которым у них были данные о почвенном углекислом газе. Мгновенные значения представляют конкретные моменты времени, обеспечивая представление о краткосрочной динамике того, как переносится ДВС-синдром.

Исследователи обнаружили, что почти для всех отдельных участков мгновенные концентрации ДВС-синдрома уменьшаются с разрядкой.

"DIC более концентрирован на глубине, и поэтому он вносит свой вклад в поток в условиях более низкого расхода", - сказал автор-корреспондент Ли Ли, профессор гражданского строительства и охраны окружающей среды в инженерном колледже штата Пенсильвания. "Затем, по мере увеличения расхода, у вас появляется больше воды, поступающей из осадков, которые протекают через неглубокие подповерхностные слои. Концентрации ДВС в потоке станут разбавленными. Мы наблюдаем эту универсальную закономерность по всей территории Соединенных Штатов, где существует своего рода отрицательная закономерность между высокими концентрациями при низком расходе и низкими концентрациями при высоком расходе".

В ходе межрайонного анализа, в ходе которого сравнивались данные из более чем 100 ручьев, исследователи обнаружили, что долгосрочные средние концентрации ДВС-синдрома выше в засушливых районах, чем во влажных. По словам Стюарта, это указывает на то, что климат оказывает большее влияние на концентрацию ДВС-синдрома, чем считалось ранее.

"В прошлом гораздо больше внимания уделялось геологии как определяющей концентрации ДВС в водотоках. Хотя климат был признан важным аспектом, он не рассматривался как основной фактор, влияющий на DIC потока", - сказал Стюарт. "Но это то, что мы увидели в нашем анализе здесь: этот климат является основным фактором концентрации ДВС-синдрома".

Местоположение объекта еще больше подтверждает эту находку, сказал Ли.

"Мы сосредоточились только на местах с минимальным прямым воздействием человека, таких как леса, и мы можем сделать вывод, что это изменение климата и потепление, а не, например, антропогенное воздействие, такое как сельское хозяйство или освоение земель", - сказал Ли. "Когда климат станет более сухим, во многих местах мы увидим влияние изменения климата на химический состав воды, даже без прямого воздействия человека".