Ai margini di Behrend Fields, dove un sentiero conduce a un parcheggio di un acro, Pam Silver si china e raccoglie una manciata di neve in un bicchierino di plastica.

è febbraio, 2016. Argento, illustre professore di biologia alla Penn State Erie, Il Behrend College, porge la coppa a Mali Lubic, uno dei dodici studenti di biologia e scienze ambientali che si sono offerti volontari per raccogliere la neve in 110 località del campus. Lubic lo inserisce in una borsa con una griglia di quattro acri mappata sul coperchio. La neve fresca soffia intorno a lei mentre la sigilla.

"Potrei fare a meno di quel vento, "dice Lubic.

Sono stati qui per un'ora, a coppa la neve dalle rive del Trout Run, e dal bosco sopra di esso, e da un punto appena oltre la piattaforma di lancio del peso della squadra di atletica. Hanno campioni dalla pista ciclabile, i bordi di terza e prima base del campo da softball, e dalla base del cartello direzionale che orienta il traffico fuori dalla quattro corsie, $ 180 milioni Bayfront Connector che corre lungo il bordo nord del campus.

D'argento, un ecologista acquatico, sta raccogliendo la neve per arrivare al salgemma che vi è stato mescolato. Vuole sapere dove si lava il sale, arato, e spazzato via dai sentieri e dalle strade del campus dopo che la neve si è sciolta. Nel laboratorio, lei, Lubic e altri studenti fonderanno i campioni e misureranno la loro conduttività elettrica, un'indicazione di quanto sale è in ciascuno. Questi dati raffineranno una mappa che mostra elevate concentrazioni di sale non solo nei parcheggi e nei passaggi pedonali del college, ma anche lungo Trout Run, che sfocia nel Fourmile Creek, che sfocia nel lago Erie, la fonte primaria di acqua potabile per il 280, 000 residenti della contea di Erie.

Quando nevica di nuovo, e il cassiere di banca o l'impiegato delle poste o il carrettiere del supermercato, calpestando il pendio invernale, scherza sul fatto che gli inverni di Erie non finiscono mai davvero, Silver avrà dati che lo dimostrano.

Quattro mesi dopo, in una giornata a 88 gradi, controllerà la salinità a Glenhill Stream, a due passi dal suo ufficio nel Benson Building. Sarà nove volte più alto di quanto dovrebbe essere.

Vantaggi e costi

Silver accetta che sia necessario un certo livello di sale. il 4, 300 studenti e 700 dipendenti che vivono, studio, e il lavoro alla Penn State Behrend lo fa durante la stagione invernale, che in Erie produce tipicamente più di 100 pollici di neve.

"A breve termine, la preoccupazione principale è la sicurezza, "Spiega Silver. "Non vogliamo che le persone cadano mentre vanno in classe".

Il personale addetto alla manutenzione e alle operazioni del campus, che ha fornito dati e supporto logistico per il suo studio, applica più di 500 tonnellate di salgemma ai passaggi pedonali e ai parcheggi del college ogni anno. Lo mescolano con graniglia di pietra, che aggiunge attrito. La grana riduce anche il costo del sale, che viene acquistato all'ingrosso da Morton Salt, che estrae ogni anno più di 1,3 milioni di tonnellate di salgemma da un vasto giacimento 2, 000 piedi sotto il lago Erie. Anche allora, il costo è significativo:il college spenderà più di $ 39, 000 sul salgemma quest'anno.

I cordoli del parcheggio trattengono parte del sale sul marciapiede, riduzione dei livelli di sale nelle aree adiacenti. I canali sotterranei ne attirano di più nelle fogne, che alla fine si svuotano nel lago. Un elaborato sistema di drenaggio sotto il Bayfront Connector dirige il deflusso in una zona umida costruita e lontano dalle case vicine. Una seconda zona umida assorbe l'overspray di sale dalla strada.

Il Dipartimento dei trasporti della Pennsylvania è consapevole del suo uso di sale:ne applica quasi 27, 500 tonnellate di sale ogni anno per 779 miglia di strade della contea di Erie, comprese le autostrade. Nel 2003, quando il connettore è stato completato, il dipartimento ha chiesto a Silver di studiare l'impatto della nuova strada sugli animali vicini.

"Avevamo questi nuovissimi, zone umide vergini che non avevano mai avuto acqua in loro, " dice. "Era un punto di partenza perfetto per uno studio di ricerca".

I registratori di dati acquistati dal Dipartimento dei trasporti della Pennsylvania hanno misurato il livello di sale all'interno e in prossimità di una di quelle zone umide per tre anni. Silver ha analizzato i dati, e sedimenti dal fondo delle zone umide, per valutare l'impatto sui moscerini che non mordono, che vivono in condizioni paludose.

"I moscerini sono una buona specie indicatrice, "Spiega Silver. "Sono facili da coltivare, la loro biologia è ben compresa, e vivono nel fango. Se il sale si accumula, sarà lì, nel sedimento. Possiamo vedere come li influenza".

Due anni dopo l'apertura della strada, c'erano significativamente meno moscerini nella zona umida progettata per ricevere il deflusso rispetto ad altre zone umide costruite che sono state mantenute prive di sale.

Silver vorrebbe conoscere l'impatto che le elevate concentrazioni di sale hanno su altri fili della rete alimentare, comprese le alghe, salamandre, rane, e pesce. "La salinizzazione dell'acqua dolce può causare immensi danni ecologici, " dice. "Tutti i servizi naturali che l'acqua dolce fornisce, compresa la fotosintesi e la lavorazione del materiale fogliare, i processi che non sono sul nostro radar, ma che ci tengono in vita, ne sono direttamente influenzati."

C'è anche un costo economico:la pesca ricreativa è un business da 1,3 miliardi di dollari in Pennsylvania, secondo la Fish and Boat Commission dello stato. Che scompare se l'habitat non può più sostenere i pesci.

Per adesso, però, Silver si concentra sul deflusso di sale attraverso il campus di 854 acri di Penn State Behrend. "Se possiamo mettere insieme i pezzi qui, " lei dice, "avremo un quadro molto più completo dell'impatto che questo sale sta avendo sul nostro ambiente, compresa la nostra acqua potabile. Se possiamo sviluppare nuovi metodi per contenerlo, o per usarlo in modo più efficiente, e possiamo puntare a quel successo, Altro, entità più grandi, compresi i comuni, potrebbe seguire l'esempio."

Vedendo il problema

"Per risolvere un problema, devi prima vederlo, "dice Michele Naber, docente di geoscienze. Con l'aiuto di Devin Beggs, una specializzazione in scienze, Naber ha mappato i livelli di conduttività che Silver e i suoi studenti hanno registrato in un periodo di sei settimane lo scorso inverno. Quei dati, prelevati dai 110 siti di campionamento, gli ha permesso di prevedere la presenza di sale altrove nel campus.

"La gente sa che questa roba è là fuori, " dice. "Lo vedono sulle loro macchine e sui loro stivali e sui tappeti quando entrano in un edificio. Ciò che apre gli occhi è quanto sia concentrato in alcune aree".

Sulla sua mappa, il piccolo parcheggio vicino a Glenhill Farmhouse è rosso. Alcuni campioni di neve raccolti avevano tassi di conducibilità superiori a 44, 000 microsiemens/cm, che è 40 volte il livello di sicurezza per l'acqua potabile. A quella concentrazione, il sale uccide l'erba, alghe, moscerini, e pesce.

Nel corso del prossimo anno, Naber lavorerà con Michael Rutter, professore associato di statistica, per affinare le proiezioni di distribuzione del sale sulla mappa. Utilizzeranno dati aggiuntivi, compresi campioni dal bordo meridionale del campus, dove si prevede che alla fine del 2017 inizi la costruzione di un residence da 250 posti letto alterando il percorso di deflusso a quote più basse.

A novembre, Silver raccoglierà una serie di nuove informazioni da tre data logger che ha inserito nei flussi del campus. I logger misurano la conducibilità dell'acqua ogni 15 minuti. Abbinando quei dati ai bollettini meteorologici, L'argento dovrebbe essere in grado di determinare la velocità con cui la conduttività aumenta durante le tempeste e i periodi di riscaldamento e per quanto tempo le concentrazioni di sale rimangono elevate.

Ulteriori campionatori saranno fissati alle grate di 15 caditoie del campus. Questo sforzo è coordinato da Tony Foyle, professore associato di geologia, i cui studenti misureranno la conduttività dell'acqua che entra negli scarichi durante gli eventi di picco di portata, comprese le tempeste. Un picco in quelle letture sarebbe particolarmente preoccupante:i medaglioni in cima alle grate spiegano che i tubi sotto di loro scaricano in Trout Run.

Scelte informate

La terza fase del progetto coinvolgerà i docenti con competenze al di là dei dipartimenti di biologia e geologia. Silver ha una particolare abilità nell'aprire il suo lavoro a ulteriori collaboratori, compresi gli studenti universitari.

"Parlo molto di questo progetto, " dice. "Continuo a metterlo là fuori, detto, fondamentalmente, 'Questo è quello che stiamo facendo. Vuoi giocare?' Le persone raccolgono i pezzi che le interessano".

Gli studenti delle scuole superiori della Northwest Pennsylvania Collegiate Academy stanno aiutando Luciana Aronne, docente di chimica, testare i campioni di neve di Silver per il cloruro.

Deborah Aruguete, professore assistente di scienze ambientali, fornirà ulteriori analisi. Studia l'impatto sui suoli quando i metalli tossici vengono rilasciati nelle emissioni delle automobili. Quei metalli fanno ancora più danni quando vengono mescolati con il sale.

Silver ha incontrato Joshua Shaw, professore associato di filosofia, per discutere le ramificazioni etiche dell'uso del sale. Vede anche opportunità di lavorare con i colleghi dei dipartimenti di comunicazione e scienze politiche del college.

"I problemi ambientali non iniziano con la scienza, " spiega. "Sono il risultato di persone che hanno bisogno o vogliono qualcos'altro. sono politici, sociale, e problemi economici, e per affrontarli hai davvero bisogno di ottenere il consenso dalla comunità più ampia. Se riusciamo a mettere insieme tutti questi pezzi e presentare un quadro chiaro dell'impatto che questo sale sta avendo sul nostro ambiente, la gente dirà, 'Oh, Non ne avevo idea.' Poi, può essere, cambieranno le loro abitudini".

Silver e i suoi studenti hanno parlato di una lunga lista di potenziali soluzioni, comprese le altezze del marciapiede più elevate e l'uso di salamoie, miscele di sale liquide, per trattare le strade prima che cada la neve. Ci vuole quattro volte più sale per rimuovere il ghiaccio dopo che si è formato che per prevenirlo prima o durante un evento nevoso, trovato uno studio del 2014 del Dipartimento dei trasporti dello Stato di New York.

Altre opzioni includono pensiline, pannelli solari e percorsi chiusi che collegano alcuni edifici del campus. Gli edifici scientifici Otto Behrend e Hammermill sono stati collegati nel 2015, consentendo agli studenti di muoversi attraverso il complesso di sei edifici della Scuola di Scienze senza dover uscire.

È una soluzione costosa. L'approccio di Silver - per tracciare il suo percorso, quando possibile, evitare superfici congelate o incrostate non è più realistico:la maggior parte delle persone preferisce prendere il più chiaro, percorso più conveniente.

Eccola che inizia, anche se, con la sua borsa piena di campioni, uscendo dal sentiero sgomberato e nella neve profonda. la prende, come le sabbie mobili dei film, stringendosi su tutta la lunghezza delle sue gambe. lei avanza faticosamente, Lubic qualche passo indietro, suscitando belle nuvole di luce, Biancaneve. Il sentiero, e il sale che l'ha ripulito, è solo un pezzo di un puzzle molto più grande, un promemoria che ogni comodità ha delle conseguenze.