Per zona, le distese di marea costituiscono oltre il 50 percento di Willapa Bay nel sud-ovest dello stato di Washington, rendendo questo estuario di oltre 142 miglia quadrate un luogo ideale per l'allevamento di ostriche. In alcune parti di questi appartamenti, le ostriche crescono bene, riempiendo i loro gusci di prelibatezze per i commensali più esigenti. Ma secondo esperti allevatori di ostriche, le ostriche allevate in altre parti di Willapa Bay non producono così tanta carne.

Ora, gli scienziati possono avere una spiegazione per questa variabilità. In un articolo pubblicato online il 26 luglio sulla rivista estuario, Scienze costiere e degli scaffali , ricercatori dell'Università di Washington e dell'Università di Strathclyde riferiscono che l'acqua che scorre sulle piane di marea di Willapa Bay durante l'alta marea è in gran parte la stessa acqua che ha lavato le distese durante la precedente alta marea. Questa "vecchia" acqua non è stata mischiata con l'acqua "nuova" proveniente da parti più profonde della baia o dall'Oceano Pacifico aperto, e ha diverse proprietà chimiche e biologiche, come livelli inferiori di cibo per le creature all'interno delle basse maree.

Il gruppo, guidata da Jennifer Ruesink, un professore di biologia UW, ha impiegato la modellazione oceanografica e le letture della qualità dell'acqua per dimostrare che l'acqua dell'alta marea che scorre sugli appartamenti di Willapa Bay può richiedere fino a quattro cicli di marea, o circa due giorni, prima di essere completamente sostituita da acqua "nuova". Attraverso esperimenti sul campo che misurano la crescita delle ostriche, hanno scoperto che questo lento ricambio ha conseguenze per le creature che chiamano casa Willapa Bay.

Le loro scoperte ribaltano un'ipotesi precedente sulle maree.

"In precedenza, c'era questa convinzione che quando l'acqua defluisce dalle piane di marea o da una baia, correnti e vento mescolano quell'acqua, " ha detto l'autore principale Eli Wheat, un istruttore UW presso il College of the Environment che ha condotto questo studio come studente di dottorato presso il Dipartimento di Biologia UW. "Si scopre che questo non è necessariamente vero. Ci vogliono più cicli di marea perché si verifichi questo rimescolamento".

Per determinare i tassi di ricambio idrico a Willapa Bay, Ruesink e Wheat hanno collaborato con Neil Banas, un oceanografo dell'Università di Strathclyde a Glasgow, che ha modellato i "tempi di residenza" dell'acqua e la circolazione nella baia di Willapa utilizzando i dati sul profilo di profondità della baia, i fiumi che lo alimentano e il suo sbocco nell'Oceano Pacifico. Il modello ha previsto che le acque dell'alta marea sopra le pianure hanno tempi di permanenza che vanno da zero a quattro cicli di marea, a seconda della posizione nella baia, prima di essere completamente sostituite da acqua "nuova" proveniente da canali più profondi. Sui tratti di marea lunghi più di un chilometro, generalmente l'acqua sopra gli appartamenti vicino alla costa ha avuto tempi di residenza più lunghi rispetto agli appartamenti più lontani dalla riva.

"È un po' un paradosso:possiamo attraversare quelle pianure con l'acqua bassa, quindi come può l'acqua rimanere lì per più di un paio d'ore tra una bassa marea e l'altra?" disse Ruesink. "Ora abbiamo scoperto una nuova spiegazione per la qualità dei letti di ostriche, che non dipende da quanto tempo trascorrono sott'acqua, ma piuttosto sulla storia dell'acqua che li raggiunge."

Il team ha raccolto i dati direttamente dalla baia. Hanno usato una rete di sensori, alcuni fluttuanti, altri in posizioni fisse, per raccogliere informazioni come la profondità dell'acqua, temperatura, salinità e quantità di clorofilla presente. Tutte queste proprietà dell'acqua variavano in tutta la baia. La temperatura variava principalmente in base al ciclo delle maree, mentre le variazioni di salinità e clorofilla in tutta Willapa Bay erano più coerenti con il loro modello dei tempi di residenza dell'acqua. Una delle differenze chiave tra l'acqua "vecchia" e quella "nuova" è che l'acqua "vecchia" contiene meno clorofilla e di solito ha una salinità inferiore.

Il team ha anche misurato la crescita delle ostriche sugli appartamenti nelle sezioni della baia con acqua "vecchia" e "nuova". In tutte le parti di Willapa Bay, le ostriche crebbero fino a raggiungere approssimativamente la stessa dimensione del guscio. Ma le ostriche cresciute più lontano dal canale principale della baia - regioni con livelli più alti di acqua "vecchia" con l'alta marea - avevano difficoltà a riempire quei gusci con il boccone carnoso che la gente mangia. Le ostriche coltivate in pianura a solo mezzo chilometro dal canale principale hanno mostrato un calo del 25% del peso del tessuto secco per altezza del guscio rispetto alle ostriche coltivate più vicino al canale, dove l'acqua "nuova" arriva più velocemente.

"Gli scienziati sanno da molto tempo che i tempi di permanenza dell'acqua aumentano man mano che si va più in profondità nelle baie, " ha detto Ruesink. "Ma questa è la prima volta che sia un modello che i dati sul campo mostrano l'acqua "vecchia" vicino alla costa attraverso le piane di marea".

Questi risultati potrebbero spiegare perché alcune parti di Willapa Bay, note come "terreni di ingrasso" dagli allevatori di ostriche, sono migliori di altre per la generazione di ostriche a biomassa grande, secondo Grano. Lo studio ha anche implicazioni di vasta portata sul modo in cui gli scienziati comprendono la salute e il benessere di tutte le creature negli ecosistemi di marea come Willapa Bay. I livelli più bassi di clorofilla nell'acqua "vecchia", Per esempio, indicano che quest'acqua contiene meno particelle per le creature che si nutrono di filtri lungo le pianure, probabilmente perché il cibo era già stato prelevato dalla colonna d'acqua durante i precedenti passaggi sulle pianure. Le creature in queste parti di Willapa Bay devono aspettare più a lungo la taglia portata dall'acqua "nuova".

Gli studi futuri dovrebbero esaminare ulteriori conseguenze di questi tassi di ricambio idrico più lunghi, come il modo in cui gli inquinanti vengono diluiti e rimossi dalla colonna d'acqua, disse Grano. I risultati del team aggiungono uno strato di complessità agli ambienti di marea e mostrano in modo definitivo ciò che gli esperti allevatori di ostriche di Willapa Bay già sapevano:non tutte le distese di marea sono uguali.