14:39 2022-05-25
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Un cerc vicios al pierderii de oxigen amenință calitatea apei în lacuri
_ Un cerc vicios al pierderii de oxigen amenință calitatea apei în lacuri
Oamenii de știință au confirmat recent că lacurile lumii pierd rapid oxigen. Cu un studiu de șapte ani, asupra întregului ecosistem, o echipă de oameni de știință de apă dulce de la Virginia Tech a fost una dintre primele care au făcut următorul pas întrebând: Ce înseamnă pentru calitatea apei faptul că oxigenul scade la nivel global?
Lipicioase de sedimente, apele de fund ale lacurilor sunt mai mult decât cel mai adânc și cel mai întunecat strat al lor. Ei îngroapă porțiuni masive de carbon, azot și fosfor care se găsesc în scurgerile de pe uscat. Fiind unul dintre elementele nutritive esențiale ale naturii, lacurile își câștigă recunoașterea drept „santinele” ale împrejurimilor lor, a spus omul de știință în apă dulce Cayelan Carey.
„Ne gândim la lacurile ca fiind santinele, deoarece ele integrează cu adevărat toate schimbările care au loc. pe uscat”, a spus Carey, profesor asociat de științe biologice la Virginia Tech College of Science și om de știință afiliat la Fralin Life Sciences Institute. „Lacurile fac această treabă grozavă de a primi și procesa tot acest carbon, azot și fosfor, împiedicându-le să meargă în aval și să ajungă în ocean.”
Dar această muncă ar putea fi demontată de anoxie, pierderea. de disponibilitatea oxigenului, echipa lui Carey a descoperit intr-un studiu publicat saptamana aceasta in Global Change Biology. Temută de oameni de știință de ani de zile și confirmată recent ca fiind răspândită de datele de la sute de lacuri, anoxia aspiră oxigen din apele dulci ale lumii.
Este un fenomen legat de încălzirea apelor cauzată de schimbările climatice și de excesul de scurgere a poluanților din utilizarea terenurilor. Apele care se încălzesc diminuează capacitatea apei dulci de a reține oxigenul, în timp ce descompunerea nutrienților din scurgere de către microbii de apă dulce înghită oxigen.
Într-un experiment pe teren de șapte ani care a manipulat nivelurile de oxigen din apele de fund ale unui rezervor din apropiere. , echipa lui Carey a descoperit că odată cu condițiile anoxice au venit efectele la care se așteptau: sedimentele eliberează o mulțime de nutrienți și carbon. Dar nu erau la fel de pregătiți pentru amploarea schimbărilor. Ei au observat că lacul trece de la o chiuvetă – care reține mai mulți nutrienți și carbon decât exportă – la o sursă de nutrienți în aval, demarând un ciclu în care anoxia dintr-un lac ar putea genera anoxie în altul.
„Eu. Nu mă așteptam că va exista atât de multă schimbare în chimia apei”, a spus Carey. „Și să-l vezi în mod consecvent și să-l vezi pe parcursul celor șapte ani de studiu — efectul anoxiei a fost cu mai multe ordine de mărime mai mare decât ceea ce am prezis inițial.”
Ftopirea apei dulci și a științei datelor
Efectuarea acestor descoperiri s-a bazat pe proiectarea echipei a unui experiment care a fost nou în câteva moduri. A trebuit să fie făcut la scara întregului ecosistem, realizat nu doar cu mostre testate într-un laborator sau în incinte mici ale apelor de fund ale lacului, ci cu acces la întregul corp de apă. Echipa lui Carey a făcut un experiment pe teren în Falling Creek Reservoir din Vinton, Virginia, unde membrii echipei au manipulat nivelurile de oxigen din apele de la fundul lacului folosind un sistem de oxigenare proiectat care ar putea extrage apa din fund, injecta oxigen dizolvat în acesta la concentrații supersaturate pe mal. , și returnează apa oxigenată la fund fără a modifica temperatura apei.
Manipularea doar a nivelurilor de oxigen din apele de fund, dezlegand astfel efectele de cele ale schimbării temperaturii, este crucială pentru înțelegerea impactului anoxiei, a spus Carey, un Roger Moore și Mojdeh Khatam-Moore Faculty Fellow la Colegiul de Științe. „Prin manipularea oxigenului fără modificarea temperaturii, putem înțelege și izola care vor fi efectele acestuia. Putem spune cu adevărat că ceea ce vedem este rezultatul schimbării oxigenului și nu datorită altor factori străini care se întâmplă în lac”.
Dar analiza efectelor anoxiei nu se oprește la creșterea sau scăderea nivelului de oxigen și la monitorizarea chimiei apei. Cu un experiment pe teren, există întotdeauna date de care aveți nevoie, dar nu le puteți colecta, a spus Carey. Este dificil să eșantionezi și să măsori „acele interacțiuni niște sedimente-apă” fără a le deranja pe teren. Există, de asemenea, problema logisticii: Carey nu a putut trimite pe cineva să colecteze date în fiecare zi timp de șapte veri.
Așa că echipa a introdus datele pe care le colectase într-un model pe care Carey îl descrie drept „joc video de un lac”, care a simulat acele interacțiuni importante, dar dificile. „La baza jocului video se aflau o grămadă de ecuații pe care le puteam manipula pentru a înțelege care procese erau cele mai importante atunci când rezervorul avea niveluri scăzute de oxigen față de cele ridicate”, a spus ea.
Modelul a permis, de asemenea, echipei să obțină date. fiecare ora. „Aceasta ne-a permis să putem înțelege cu adevărat cât de repede a răspuns lacul la schimbările de oxigen”, a spus Carey.
O inversare a rolului
Cercetătorii au observat schimbări uriașe ale concentrațiilor de nutrienții eliberați din apele de fund cu anoxie, inclusiv o creștere de șase ori a exportului de azot. De-a lungul timpului, lacul a trecut de la un rezervor net de fosfor și carbon la o sursă netă de ambii nutrienți la corpurile de apă din aval.
„Ceea ce am văzut a fost că lacul nu a putut să-și facă treaba importantă de a servi. ca această chiuvetă de carbon, azot și fosfor, așa cum ar fi făcut dacă ar fi existat oxigen acolo”, a spus Carey. „Modificările au fost cu adevărat remarcabile pentru toate cele trei elemente în mod individual, dar am văzut că, în ansamblu, capacitatea lacului de a servi drept chiuvetă se schimba cu adevărat.”
Tot acel carbon, azot și fosfor. , odată îngropat în partea de jos, nu a fost doar eliberat în coloana de apă - care poate hrăni cu potențial flori de alge toxice, dăunează vieții sălbatice de apă dulce și compromite rezervoarele ca surse de apă potabilă - dar nutrienții s-au mutat în aval, a explicat Carey. Aici se află cercul vicios al anoxiei care dă naștere anoxiei: pe măsură ce mai mulți nutrienți ajung la alte lacuri, râuri și pâraie, microbii fiecărui corp de apă vor consuma din ce în ce mai mult oxigen pentru a le descompune.
Cunoașterea gravității acestui impact ar trebui să fie cunoscute. determină-ne să acționăm asupra utilizării terenului, crede Carey. „Studiul nostru dezvăluie acest mecanism prin care lacurile din amonte dăunează lacurilor din aval și, dacă acest lucru se întâmplă pe scară largă, atunci practic trebuie să facem tot ce putem pentru a proteja lacurile de a primi și mai mult fosfor, îngrășăminte și sedimente”, a spus ea. „Sper că putem aprinde un foc cu oamenii. Se întâmplă aceste procese despre care nici măcar nu știam.”
Comentarii:
Adauga Comentariu