Esistono in tutto il mondo, sono tra gli ecosistemi più produttivi della Terra e ospitano una vasta gamma di fauna selvatica. Sono anche essenziali per l'economia globale. Sono estuari, bacini costieri dove si incontrano l'acqua dolce del fiume e l'acqua salata dell'oceano.

Ma questa semplice definizione smentisce la complessità dell'estuario, diversità e importanza per la sostenibilità umana.

"Gli estuari sono difficili in quanto non si adattano bene alla scienza terrestre o all'oceanografia, " ha detto Nick Nidzieko, un professore nel Dipartimento di Geografia dell'UC Santa Barbara. chiamali delta, slough, Saline, porti, suoni o baie, i sistemi di estuari non sono né completamente marini né completamente fluviali o rivieraschi. Questa mescolanza di caratteristiche, la diversità degli habitat e la variabilità della qualità hanno reso difficile per gli scienziati trarre conclusioni su come questi sistemi contribuiscono collettivamente ai processi globali, in particolare per quanto riguarda il ciclo del carbonio e dei nutrienti attraverso la zona costiera.

"Ci riferiamo al metabolismo di un ecosistema come al metabolismo totale di ogni cosa in un estuario:tutti gli animali, tutte le piante, " Ha detto Nidzieko. "È una misura integrata di quanto carbonio organico viene prodotto o consumato in un luogo." Estuari, importanti per la pesca, trasporto, spedizione e smaltimento delle acque reflue, sono stati in gran parte studiati su base individuale, Lui ha spiegato, ma il loro impatto combinato sul bilancio del carbonio dell'oceano è ancora una sorta di scatola nera.

Si scopre, secondo le osservazioni di Nidzieko, che i sistemi di estuario più grandi sono in genere meno produttivi per unità di dimensione rispetto a quelli più piccoli. Il concetto più grande è più efficiente ha le sue radici nella biologia evolutiva.

"Questo è ben noto con gli animali, " ha detto. Conosciuta come la legge di Kleiber, l'idea è che il tasso metabolico di un animale si riduca ai tre quarti della sua massa. Più grande è l'animale, più lento è il suo metabolismo. "Un topo vive per un paio d'anni, il suo cuore batte forte e ha bisogno di mangiare costantemente per vivere. Un elefante mangia ogni tanto, il suo cuore batte più lento e vive per decenni, " ha spiegato Nidzieko.

La stessa scala di tre quarti si applica agli estuari. Dopo aver studiato una serie di indagini pubblicate sul metabolismo dell'ecosistema, Nidzieko ha determinato che la produttività di un sistema di estuari spesso non scala linearmente con le dimensioni; più grandi, i sistemi di estuario più profondi sono in qualche modo meno produttivi per unità di dimensione rispetto ai loro più piccoli, controparti meno profonde.

"Le spiegazioni sul perché l'elefante ha un metabolismo più lento di un topo forniscono la stessa risposta sul perché la baia di San Francisco non è altrettanto produttiva, per unità di misura, nel ruolo di Goleta Slough, " Nidzieko ha detto. "Questo è fondamentalmente guidato dalla fisica. Questo articolo mostra che il metabolismo è correlato al tempo di permanenza dei nutrienti, in altre parole, quanto velocemente i nutrienti si muovono attraverso il sistema."

I risultati possono influire sul modo in cui gli estuari vengono valutati per i loro benefici e il loro posto nel più ampio ciclo globale del carbonio, così come la pianificazione che va negli usi di queste aree. Considerare le dimensioni e la profondità nei calcoli della produttività di un estuario può anche consentire agli scienziati di guardare indietro a ciò che potrebbe essere stato perso a causa dell'incursione nelle zone umide costiere - storicamente obiettivi di sviluppo - come la baia di San Francisco, porti e porti di tutto il mondo, e sistemi di trattamento delle acque reflue.

Inoltre, questi risultati suggeriscono che più progetti di bonifica di sistemi di estuari più piccoli possono avere un impatto relativamente maggiore rispetto a un singolo progetto in un sistema più grande. Ma Nidzieko è pronto a sottolineare che i sistemi più grandi possono anche fare cose che i sistemi più piccoli non possono fare, in particolare nel campo della biodiversità.

"Ma questo può fornire alcune indicazioni su come progettare o valutare le aree protette, " ha detto. Nel prossimo futuro Nidzieko prevede di portare questo concetto dalla scala dell'estuario poco profondo all'altro estremo:la scala del bacino oceanico.

"Lo stesso schema vale, ma non capiamo ancora bene il motivo, " Egli ha detto.