Область исследования включает участок долгосрочных экологических исследований (LTER) хребта Нивот, тысячи акров альпийской тундры, субальпийские леса, склоны осыпей, ледниковые озера и водно-болотные угодья, простирающиеся до вершины континентального водораздела в Скалистых горах. Сайт Niwot Ridge LTER, который включает Долину Зеленых озер и Горную исследовательскую станцию CU-Boulder (MRS), является одним из 26 североамериканских сайтов LTER, созданных и финансируемых Национальным научным фондом (NSF), и одним из первых пяти сайтов LTER, обозначенных Федеральным агентством в 1980 г.
По словам ведущего автора исследования, профессора CU-Boulder Марка Уильямса из Института арктических и альпийских исследований, уменьшение ледникового покрова на участке LTER на хребте Нивот, по-видимому, связано с повышением температуры каждое лето и осень каждое лето и осень. Уменьшение особенно заметно на леднике Арикари — единственном леднике на хребте Нивот — который истончается примерно на 1 метр в год в течение последних 15 лет."Дела там не очень хорошие", — сказал Уильямс. «Хотя с 1955 по 2000 год не произошло значительных изменений в объеме ледника Арикари, сильные засушливые годы в Колорадо с 2000 по 2002 год привели к его значительному истончению.
Даже после сильных снегопадов в 2011 году и снова в 2014 году, мы считаем, что ледник при нынешних климатических тенденциях исчезнет примерно через 20 лет ».В новом исследовании рассматривались изменения в криосфере — местах, которые замораживаются не менее одного месяца в году — на площадке LTER на хребте Нивот, начиная с 1960-х годов. Помимо изменений, происходящих на леднике Арикари, исследователи также наблюдали уменьшение количества льда, связанного с тремя каменными ледниками (большие холмы из льда, грязи и камня), а также с подповерхностными участками вечной мерзлоты — мерзлым грунтом, содержащим кристаллы льда.Команда использовала несколько методов для измерения поверхностного и подповерхностного льда на хребте Нивот: георадар, который измеряет толщину льда и снега; удельное сопротивление, которое измеряет проводимость электрических сигналов через лед; и сейсмометры для измерения сигналов, отраженных от подземного льда. «Мы обнаружили, что комбинация всех трех методов дает наилучшую картину изменения снежных и ледовых условий на хребте Нивот», — сказал Уильямс.
Исследователи также обнаружили повышенный сброс воды из долины Зеленых озер в конце лета и осенью после таяния ежегодного снежного покрова — нелогичная тенденция, которая началась в начале 1980-х годов, сказал Уильямс. Увеличение расхода, по-видимому, связано с более высокими летними температурами, тающими «ископаемыми» льдами, веками или тысячелетиями присутствовавшими в ледниках, каменных ледниках, вечной мерзлоте и других подповерхностных льдах.
«Мы снимаем капитал с нашего счета в гидрологическом банке и растапливаем накопленный лед», — сказал он. «Хотя некоторые могут подумать, что сброс воды в конце лета — это новая норма, на самом деле это ограниченный ресурс, который в конечном итоге исчезнет».Ученые собирают информацию о снеге, льде, изобилии и разнообразии растений и животных на хребте Нивот, начиная с 1940-х годов, когда профессор CU-Boulder Джон Марр и его коллеги начали исследования. Две самые высокие климатические станции на хребте Нивот, одна на высоте 10 025 футов, а другая 12 300 футов, непрерывно отслеживают данные с 1952 года.
«Это исследование демонстрирует уменьшение количества льда — ледников, вечной мерзлоты, подземного льда и озерного льда в районе хребта Нивот за последние 30 лет», — сказал Саран Туомбли, директор программы LTER в отделе экологической биологии NSF, который финансировал исследование. «Долгосрочные исследования на хребте Нивот предлагают редкую возможность задокументировать непрерывные, прогрессирующие эффекты изменения климата на высокогорные экосистемы, от льда и питательных веществ до сообществ растений и животных».В этом месяце публикуется специальный выпуск журнала Plant Ecology and Diversity, который включает несколько исследовательских работ с участием преподавателей и студентов CU-Boulder.
Соавторы исследования снежно-ледяной газеты Niwot Ridge, являющейся частью специального выпуска, включают заслуженного профессора Нела Кейна из CU-Boulder, профессора Мэтью Леопольда из Университета Западной Австралии и профессоров Габриэля Льюиса и Дэвида Дитьера из колледжа Уильямс в Уильямстауне. , Массачусетс.По словам Уильямса, с экологической точки зрения на хребте Нивот за последние десятилетия значительно увеличилось количество альпийских кустарников над линией деревьев. На одном исследовательском участке, известном как «Седло» на высоте около 11 600 футов и в 3,5 милях от континентального водораздела, экосистема перешла от всех тундровых трав и отсутствия кустарников в начале 1990-х годов до примерно 40 процентов кустарников сегодня.«Места, в которых когда-то росли великолепные полевые цветы, теперь заменяются кустарниками, особенно ивами», — сказал он. «Площади, в которых преобладают кустарники, увеличиваются из-за положительной обратной связи — участки этих кустарников действуют как снежные ограждения, вызывая накопление большего количества воды и питательных веществ и рост большего количества кустов».
По словам Уильямса, одно питательное вещество, азот, производимое в основном автомобильными выбросами и сельскохозяйственными и промышленными предприятиями на переднем хребте и в других местах на Западе, уносится в атмосферу и оседает в тундре. Отложение азота также является проблемой в близлежащем национальном парке Роки-Маунтин.Хребет Нивот является частью национального леса Рузвельта и был объявлен биосферным заповедником Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО).
Долина Зеленых озер является частью города Боулдер-Уотерсхед, и MRS CU-Boulder посвящена развитию горных экосистем, предоставляя исследовательские и образовательные возможности для ученых, студентов и широкой общественности.