North to South Variations in the Suspended Sediment Transport Budget within Large Siberian River Deltas Revealed by Remote Sensing Data

Sergey Chalov, Kristina Prokopeva i Michał Habel, North to South Variations in the Suspended Sediment Transport Budget within Large Siberian River Deltas Revealed by Remote Sensing Data,  Remote Sensing – 2021, 13, no. 22: 4549, Punktacja całkowita MEiN: 100.000

W ramach badań, które oparto o dane teledetekcyjne, ujawniono czasowo-przestrzenne zmienność w budżecie transportowanych osadów w deltach dużych czterech rzek Syberyjskich. W szczególności stwierdzono w jaki sposób retencjonowane są osady w odcinkach końcowych rzek Północy: Leny, Kołymy i Południa:  Selengi i Górnej Angary. Jak się okazało wieczna zmarzlina na północy i roślinność wodna na południu są dominującymi czynnikami, które determinują zmienność strefową z północy na południe w budżecie transportowanych osadów. Delty Leny i Kołymy reprezentują głównie wzorce erozyjne, w których koncentracja rumowiska wzrasta wzdłuż głównych koryt dystrybuujących wody. Istotne wnioski z badań to, że wzrost ładunku osadów w regionie dotkniętym wieczną zmarzliną może być głównie spowodowany tempem letniego rozmrażania i związaną z tym aktywacją cech erozji. Delty Górnej Angary i Leny wychwytują głównie osady transportowane w postaci zawieszonej. Zrozumienie procesów transportu rumowiska jest w tym przypadku ważne, ponieważ współcześnie istotne jest poznanie sposobów na utrzymanie, przywrócenie, a nawet zwiększenie zdolności delt do radzenia sobie ze skutkami zmiany klimatu.

Abstrakt

This study presents detailed suspended sediment budget for the four Siberian river deltas, representing contrasting conditions between Northern and Southern environments. Two of the studied rivers empty their water and sediments into the marine located in the permafrost zone in the Arctic region (Lena and Kolyma), and the other two (Selenga and Upper Angara) flow into Lake Baikal located in the steppe and forest-steppe zone of Southern Siberia. For the first time, these poorly monitored areas are analyzed in terms of the long-term and seasonal changes of spatial patterns of suspended sediment concentrations (SSC) over distributaries systems. Remote sensing reflectance is derived from continuous time series of Landsat images and calibrated with the onsite field measurements of SSC. Seasonal variability of suspended sediment changes over deltas was captured for the period from 1989 to 2020. We identify significant variability in the sedimentation processes between different deltas, which is explained by particularities of deltas networks and geomorphology and the existence of specific drivers—continuous permafrost impact in the North and abundant aquatic vegetation and wetland-dominated areas in the South. The study emphasizes that differences exist between Northern and Southern deltas regarding suspended sediments transport conditions. Mostly retention of suspended sediment is observed for Southern deltas due to sediment storage at submerged banks and marshlands located in the backwater zone of the delta during high discharges. In the Northern (arctic) deltas due to permafrost impacts (melting of the permafrost), the absence of sub-aquatic banks and river to ocean interactions of suspended sediment transport is mostly increased downwards, predominantly under higher discharges and along main distributary channels. These results shine light on the geochemical functions of the deltas and patterns of sequestering various metals bound to river sediments.

Cały artykuł dostępny na stronie wydawnictwa.