పెర్మాఫ్రాస్ట్ కరగడం: అలాస్కా నదిలో 100 కి.మీ. పైగా కొనసాగుతున్న లోహాలు

పెర్మాఫ్రాస్ట్ అనేది నేల-ఉష్ణోగ్రత స్థితి

పెర్మాఫ్రాస్ట్ (Permafrost) అనేది కనీసం రెండు వరుస సంవత్సరాల పాటు 0°C వద్ద లేదా అంతకంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉండే నేల. ఇది మంచు యొక్క వివిధ పరిమాణాలతో మట్టి, అవక్షేపం లేదా రాతితో కూడి ఉండవచ్చు. ఈ పదానికి హిమనీనదం, శాశ్వత మంచు కవచం లేదా భూగర్భంలోని ఘనమైన మంచు గడ్డ అని అర్థం కాదు. ఇది నేల యొక్క ఉష్ణోగ్రత చరిత్రను వివరిస్తుంది, అందుకే పైకి భిన్నంగా కనిపించే భూభాగాలు కూడా పెర్మాఫ్రాస్ట్‌ను కలిగి ఉండవచ్చు.

పెర్మాఫ్రాస్ట్ పైన ఉండే నేల సాధారణంగా వేసవిలో కరుగుతుంది మరియు శీతాకాలంలో మళ్లీ గడ్డకడుతుంది. కాలానుగుణంగా మారే ఈ పొరను యాక్టివ్ లేయర్ (active layer) అని పిలుస్తారు. వేడెక్కడం వల్ల కరిగే ప్రక్రియ మరింత లోతుకు చొచ్చుకుపోయినప్పుడు, నీరు విభిన్న మార్గాలను అనుసరించి గతంలో గడ్డకట్టిన పదార్థాలతో తాకవచ్చు. పెర్మాఫ్రాస్ట్ ఎక్కువ భాగం ఆర్కిటిక్‌లో ఉంటుంది, కానీ ఇది ఎత్తైన పర్వతాలు మరియు కొన్ని అంటార్కిటిక్ పర్యావరణాలలో కూడా కనిపిస్తుంది.

అలాస్కాలో పర్వతం నుండి నదికి ఉన్న సంబంధం

ఈ అధ్యయనం వాయువ్య అలాస్కాలోని బ్రూక్స్ రేంజ్‌కు సంబంధించినది, ఇది పరస్పరం అనుసంధానించబడిన వాలులు, ప్రవాహాలు మరియు పెద్ద నదులతో కూడిన పర్వత ప్రాంతం. ఈ భౌగోళిక పరిస్థితి ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే కొండవాలుపై ప్రారంభమయ్యే రసాయన మార్పు అక్కడే ఆగిపోనవసరం లేదు. భూగర్భ జలాలు ఊట ద్వారా బయటకు వచ్చి, ఉపనదిలోకి ప్రవేశించి, ఆపై ప్రధాన నదికి చేరుకోవచ్చు. ఆ మార్గంలో ఎదురయ్యే పదార్థాలు మరియు జలాలపై తుది ప్రభావం ఆధారపడి ఉంటుంది.

విస్తృత ప్రాంతీయ డ్రైనేజీ వ్యవస్థ ఈ సంబంధాన్ని వివరిస్తుంది. నోఅటాక్ నది కోట్జెబ్యూ సౌండ్ వైపు మళ్లే ముందు, డి లాంగ్ మరియు బైర్డ్ పర్వతాల మధ్య ఉన్న బ్రూక్స్ రేంజ్ ప్రాంతం గుండా పశ్చిమంగా ప్రవహిస్తుంది. చిన్న ఉపనదులు అటువంటి పెద్ద వ్యవస్థలను పోషిస్తాయి. అందువల్ల ఎగువ జలాల మార్పులను అధ్యయనం చేయడానికి నీటిని దిగువకు అనుసరించాల్సి ఉంటుంది. రంగు మారిన ఒక చిన్న నీటి వనరు అది విడుదల చేసే పదార్థం ద్వారా చాలా పొడవైన నది విభాగాన్ని ప్రభావితం చేయగలదు.

కొన్ని ప్రవాహాలు నారింజ రంగులోకి ఎందుకు మారుతాయి

పైరైట్‌తో సహా సల్ఫర్ ఉండే ఖనిజాలు ఆక్సిజన్ మరియు నీటికి గురైనప్పుడు చర్య జరపగలవు. ఈ శైథిల్యం (weathering) ఆమ్లత్వాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు లోహాలను విడుదల చేస్తుంది. శాస్త్రవేత్తలు దీని ఫలితంగా ఏర్పడే ప్రక్రియను యాసిడ్ రాక్ డ్రైనేజీ (acid rock drainage) అని పిలుస్తారు. మైనింగ్ వల్ల చర్య జరిపే ఖనిజాలు బయటపడవచ్చు, కానీ ఈ రసాయన ప్రక్రియ జరగడానికి గని ఉండాల్సిన అవసరం లేదు. కరిగే లోతు మరియు భూగర్భ జలాల కదలికలో మార్పులు కూడా నీటిని అటువంటి పదార్థాలతో కలిసేలా చేయగలవు.

ప్రభావిత ప్రవాహాలలో నమోదైన నారింజ రంగు రూపానికి ఇనుము సమ్మేళనాలు దోహదం చేస్తాయి. మునుపటి నేషనల్ పార్క్ సర్వీస్ పరిశోధన ఈ రంగు మార్పును మారిన రసాయన స్థితి మరియు జలచరాలపై ప్రభావాలతో అనుసంధానించింది. కనిపించే రంగు ఒక ఉపయోగకరమైన పరిశీలన, కానీ అది కరిగి ఉన్న ప్రతి పదార్థాన్ని వెల్లడించదు. దిగువకు వెళ్లేకొద్దీ తక్కువ నారింజ రంగులో కనిపించే నీరు అప్పటికీ ఎగువన విడుదలైన పదార్థాలను మోసుకెళ్లవచ్చు.

కొత్త కొలతలు ఏమి నిరూపిస్తున్నాయి

పరిశోధకులు కొండవాలు ఊటలు, ఉపనదులు మరియు ప్రభావిత ప్రవాహాలు కలిసే చోటుకు ఎగువన మరియు దిగువన ఉన్న నది విభాగాలను పోల్చారు. ఆమ్ల ఊటలు ప్రధాన నదుల నుండి పూర్తిగా భిన్నంగా ఉన్నాయి. ప్రధాన కాలువలకు ఆ స్థాయి ఆమ్లీకరణను నిరోధించడానికి తగినంత బఫరింగ్ సామర్థ్యం ఉంది. బఫరింగ్ అంటే రసాయన ప్రక్రియలు అదనపు ఆమ్లత్వాన్ని తటస్థీకరిస్తాయి మరియు ఆమ్లత్వాన్ని వివరించడానికి ఉపయోగించే కొలమానమైన pHలో పెద్ద మార్పును నిరోధిస్తాయి.

ఆ నిరోధకత ఇతర రసాయన మార్పులన్నింటినీ తొలగించలేదు. సాల్మన్ నదిలో 103-కిలోమీటర్ల నమూనా సేకరణ పరిధి వెంబడి కొనసాగిన ప్రభావాలతో సహా, దిగువ ప్రాంతంలో కొన్ని లోహాలు మరియు సల్ఫేట్ యొక్క అధిక సాంద్రతలను ఈ అధ్యయనం కనుగొంది. నీటిలో కరిగిన పదార్థం మరియు రేణువులతో ముడిపడి ఉన్న పదార్థంతో సహా వివిధ రూపాలలో పదార్థాలు ప్రయాణించాయి. కాబట్టి స్థిరమైన pH ఉండటం అంటే నది కూర్పు మారలేదని అర్థం కాదు.

ఏది అనిశ్చితంగా మిగిలి ఉంది మరియు పర్యవేక్షణ ఎందుకు ముఖ్యం

యూనివర్సిటీ ఆఫ్ కాలిఫోర్నియా, డేవిస్ వివరణ ఇటీవలి మార్పులను మంచు కరగడం మరియు నీరు, ఖనిజాల మధ్య పెరిగిన కలయికతో అనుసంధానిస్తుంది. ఈ సమయం అసాధారణంగా వెచ్చగా మరియు మంచు కురిసే పరిస్థితులతో కూడా ఏకీభవించింది. మంచు నేలకు రక్షణ కవచంలా పనిచేసి, శీతాకాలంలో తిరిగి గడ్డకట్టడాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. అయితే, ఈ అధ్యయనం ప్రతి భూగర్భ మార్గాన్ని లేదా ఖనిజ వనరును నేరుగా తనిఖీ చేయలేకపోయింది. దీని రసాయన ఆధారాలు భూగర్భ ప్రక్రియ యొక్క పూర్తి పటాన్ని అందించకుండానే ఒక యంత్రాంగానికి మద్దతు ఇస్తాయి.

దీని పర్యవసానాలు పర్యావరణ వ్యవస్థలు మరియు నదులపై ఆధారపడే ప్రజలు ఇద్దరికీ సంబంధించినవి. మునుపటి పరిశోధనలు ప్రభావిత జలాలలో చేపలు మరియు నీటి అకశేరుకాల స్థానిక తగ్గుదలను నమోదు చేశాయి. అది అన్ని పరీవాహక ప్రాంతాలలో విస్తృతమైన అనారోగ్యాన్ని లేదా ఒకే రకమైన నష్టాన్ని నిరూపించదు. ప్రభావం అనేది నిర్దిష్ట నీరు, పదార్థాలు, సాంద్రతలు మరియు వినియోగాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పర్యవసానాలు ఎక్కడ సంభవిస్తున్నాయో గుర్తించడానికి నీటి రసాయన శాస్త్రం మరియు జీవ పరిస్థితుల కొలతలు అవసరం.

పర్యవేక్షణ కాలక్రమేణా వచ్చే మార్పును కూడా నమోదు చేయాలి. ప్రతిచోటా నిరంతరాయంగా పెరగడం కాకుండా, రసాయన సూచికలలో వేగవంతమైన పెరుగుదల మరియు ఆ తర్వాత కొంత పునరుద్ధరణ ఉన్నట్లు విశ్వవిద్యాలయం వివరిస్తుంది. పునరావృత నమూనా సేకరణ అనేది తాత్కాలిక మార్పు నుండి దీర్ఘకాలిక సమస్యను వేరు చేయగలదు మరియు దిగువ పరిస్థితులు మెరుగుపడుతున్నాయో లేదో వెల్లడిస్తుంది. ఒకే ఒక ఫోటో లేదా నీటి నమూనా ఆ దీర్ఘకాలిక ప్రశ్నలకు సమాధానం ఇవ్వలేదు.

ముగింపు

అలాస్కా పరిశోధనలు పెర్మాఫ్రాస్ట్ కరగడాన్ని భూతాపం యొక్క అంతగా కనిపించని పర్యవసానమైన మారుతున్న నది రసాయన శాస్త్రంతో అనుసంధానిస్తాయి. ఆమ్లత్వాన్ని తటస్థీకరించడం వల్ల లోహాలు దిగువకు ప్రయాణించడాన్ని తప్పనిసరిగా నిరోధించలేము. పర్యావరణ ప్రభావాలతో పాటు రసాయన మార్గాలను అనుసరించడం వల్ల ముప్పు పొంచి ఉన్న వాటర్‌షెడ్‌లను గుర్తించడంలో సహాయపడుతుంది. మారుతున్న నీటి పరిస్థితులు చుట్టుపక్కల కమ్యూనిటీలకు ఏమి సూచిస్తాయో అంచనా వేయడానికి ఆ ఉమ్మడి ఆధారాలు అవసరం.