Patrones Espaciotemporales Diferenciales de Variaciones de Iones Mayores y Carbono Orgánico Disuelto desde Cuencas Árticas No Permafrost hasta Permafrost: Perspectivas de los Ríos Severnaya Dvina, Pechora y Taz
Autores: Yang, Yuanyuan; Wang, Ping; Deng, Chunnuan; Liu, Shiqi; Chen, Dan; Wang, Ruixin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Patrones Espaciotemporales Diferenciales de Variaciones de Iones Mayores y Carbono Orgánico Disuelto desde Cuencas Árticas No Permafrost hasta Permafrost: Perspectivas de los Ríos Severnaya Dvina, Pechora y Taz
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Cuencas árticas
Descongelación del permafrost
Iones principales
Carbono orgánico disuelto
Descarga de ríos
Dinámicas estacionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las cuencas fluviales del Ártico, entre las regiones más sensibles al calentamiento climático, están experimentando un rápido aumento de temperatura y descongelación del permafrost que afectan profundamente sus sistemas hidrológicos y hidroquímicos. Sin embargo, nuestra comprensión de la exportación química de las cuencas árticas a los océanos sigue siendo limitada debido a la escasez de datos, particularmente en regiones dominadas por permafrost. Este estudio examina las variaciones espaciotemporales y las dinámicas estacionales de los principales iones (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO42-) y las concentraciones de carbono orgánico disuelto (DOC) en tres cuencas fluviales con diferentes extensiones de permafrost: el río Severnaya Dvina (2006-2008, 2012-2014), el río Pechora (2016-2019) y el río Taz (2016-2020). Todos los datos se obtuvieron de investigaciones geológicas químicas publicadas y se tomaron de los conjuntos de datos de Mendeley y PANGAEA. Nuestros resultados mostraron que las concentraciones de DOC variaron de 1.75 a 26.40 mg/L, siendo el río Severnaya Dvina el que exhibió los niveles más altos de concentraciones de DOC, junto con concentraciones de iones significativamente elevadas en comparación con las otras dos cuencas. Se observó una correlación positiva entre las concentraciones de DOC y el caudal del río, con picos durante la inundación primaveral y el flujo base de verano debido a los procesos de lixiviación. Los ríos Severnaya Dvina y Pechora mostraron los valores más altos de DOC durante la inundación primaveral, alcanzando 26.40 mg/L y 8.07 mg/L, respectivamente. En contraste, el río Taz tuvo el mayor escurrimiento durante la temporada de inundación primaveral, pero la concentración de DOC alcanzó su valor más alto de 11.69 mg/L en verano. Específicamente, un aumento del 1% en el caudal del río correspondió a un aumento del 1.25% en las concentraciones de DOC en el río Severnaya Dvina y un aumento del 1.04% en el río Pechora, mientras que no hubo una correlación significativa entre el escurrimiento y las concentraciones de DOC en el río Taz. Las concentraciones de iones principales demostraron una correlación negativa con el caudal del río, manteniéndose relativamente altas durante el período de bajo caudal invernal. Se observó una relación robusta de ley de potencia entre el caudal del río y la concentración de DOC y de iones principales, con variaciones distintas en las tres cuencas fluviales dependiendo de la extensión del permafrost. Los ríos Pechora y Taz, caracterizados por un extenso permafrost, mostraron tendencias crecientes en el caudal del río y las concentraciones de DOC, acompañadas de concentraciones de iones principales en disminución, mientras que la cuenca del río Severnaya Dvina, no dominada por permafrost, mostró el patrón opuesto. El río Taz, con el permafrost más extenso, también mostró un pico de DOC retrasado y patrones de concentración de iones estacionales más complejos. Estos hallazgos destacan la importancia de las diferentes extensiones de permafrost y sus implicaciones para la calidad del agua y la protección ambiental en estas regiones vulnerables.
Descripción
Las cuencas fluviales del Ártico, entre las regiones más sensibles al calentamiento climático, están experimentando un rápido aumento de temperatura y descongelación del permafrost que afectan profundamente sus sistemas hidrológicos y hidroquímicos. Sin embargo, nuestra comprensión de la exportación química de las cuencas árticas a los océanos sigue siendo limitada debido a la escasez de datos, particularmente en regiones dominadas por permafrost. Este estudio examina las variaciones espaciotemporales y las dinámicas estacionales de los principales iones (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO42-) y las concentraciones de carbono orgánico disuelto (DOC) en tres cuencas fluviales con diferentes extensiones de permafrost: el río Severnaya Dvina (2006-2008, 2012-2014), el río Pechora (2016-2019) y el río Taz (2016-2020). Todos los datos se obtuvieron de investigaciones geológicas químicas publicadas y se tomaron de los conjuntos de datos de Mendeley y PANGAEA. Nuestros resultados mostraron que las concentraciones de DOC variaron de 1.75 a 26.40 mg/L, siendo el río Severnaya Dvina el que exhibió los niveles más altos de concentraciones de DOC, junto con concentraciones de iones significativamente elevadas en comparación con las otras dos cuencas. Se observó una correlación positiva entre las concentraciones de DOC y el caudal del río, con picos durante la inundación primaveral y el flujo base de verano debido a los procesos de lixiviación. Los ríos Severnaya Dvina y Pechora mostraron los valores más altos de DOC durante la inundación primaveral, alcanzando 26.40 mg/L y 8.07 mg/L, respectivamente. En contraste, el río Taz tuvo el mayor escurrimiento durante la temporada de inundación primaveral, pero la concentración de DOC alcanzó su valor más alto de 11.69 mg/L en verano. Específicamente, un aumento del 1% en el caudal del río correspondió a un aumento del 1.25% en las concentraciones de DOC en el río Severnaya Dvina y un aumento del 1.04% en el río Pechora, mientras que no hubo una correlación significativa entre el escurrimiento y las concentraciones de DOC en el río Taz. Las concentraciones de iones principales demostraron una correlación negativa con el caudal del río, manteniéndose relativamente altas durante el período de bajo caudal invernal. Se observó una relación robusta de ley de potencia entre el caudal del río y la concentración de DOC y de iones principales, con variaciones distintas en las tres cuencas fluviales dependiendo de la extensión del permafrost. Los ríos Pechora y Taz, caracterizados por un extenso permafrost, mostraron tendencias crecientes en el caudal del río y las concentraciones de DOC, acompañadas de concentraciones de iones principales en disminución, mientras que la cuenca del río Severnaya Dvina, no dominada por permafrost, mostró el patrón opuesto. El río Taz, con el permafrost más extenso, también mostró un pico de DOC retrasado y patrones de concentración de iones estacionales más complejos. Estos hallazgos destacan la importancia de las diferentes extensiones de permafrost y sus implicaciones para la calidad del agua y la protección ambiental en estas regiones vulnerables.