Sebbene le concentrazioni di sostanze chimiche e inquinanti come sale e sostanze nutritive siano aumentate nelle acque profonde del lago George, sono ancora troppo bassi per danneggiare l'ecosistema a quelle profondità, secondo un'analisi di quasi 40 anni di dati pubblicati giovedì in Limnologia e Oceanografia . Però, i cambiamenti nelle acque profonde suonano come un avvertimento precoce per quelli che sono probabilmente impatti molto più grandi nei corsi d'acqua, zone umide, e acque poco profonde che orlano il lago.

Il programma di chimica offshore (OCP), gestito dal Darrin Fresh Water Institute del Rensselaer Polytechnic Institute, monitora le acque profonde del Lago George da 40 anni. Il Limnologia e Oceanografia carta, che include anche informazioni sui cambiamenti climatici, pioggia acida, e trasparenza dell'acqua, presenta i risultati dei primi 37 anni. Le analisi ampliano un precedente rapporto, pubblicato da Rensselaer e The FUND for Lake George, che ha valutato i primi 30 anni di dati. Quel rapporto ha ispirato la creazione di The Jefferson Project a Lake George, una collaborazione pionieristica di Rensselaer, IBM Research e The FUND for Lake George utilizzano tecnologie avanzate per ampliare notevolmente l'immagine del lago prodotta dall'OCP.

"Ci sono pochissimi studi sui laghi al mondo che ci hanno fornito una tale ricchezza di informazioni nel tempo come l'Offshore Chemistry Program, " ha detto Rick Relyea, direttore del Darrin Fresh Water Institute e del Jefferson Project. "Grazie a questo impegno a lungo termine, abbiamo scoperto che le acque profonde del lago sono abbastanza resistenti agli impatti umani. Questa intuizione ha spostato il nostro focus di ricerca dalle acque profonde a quelle poco profonde, torrenti e zone umide, luoghi che probabilmente sono molto meno resistenti e dove si fa sentire la maggior parte degli impatti umani".

William Hintz, autore principale dello studio ed ex ricercatore del Jefferson Project, ha affermato che le tendenze, per lo più definite da grandi aumenti percentuali di sostanze chimiche ancora scarse, offrono un utile avvertimento.

"Livelli di sale, il nutriente ortofosfato, e la clorofilla, una misura indiretta delle alghe galleggianti che si nutrono di ortofosfato, sono aumentate notevolmente, ma per quanto possiamo determinare, nessuno è a un livello tale da causare danni, e questa è una buona notizia, "disse Hintz, ora professore assistente presso l'Università di Toledo. "Siamo fortunati ad avere questo preallarme. Sappiamo come riportare quei livelli giù, e abbiamo tempo per invertire queste tendenze prima che causino danni".

"I risultati aggiornati del programma di chimica offshore del lago dimostrano la continua resilienza del lago George a una serie crescente di fattori di stress, sottolineando anche la necessità di concentrare la ricerca più vicino alla riva e le attività umane associate alle crescenti pressioni sulla qualità dell'acqua, dalle acque reflue e piovane a impatti del sale stradale, " ha detto Eric Siy, direttore esecutivo del FONDO per Lake George. "Il lavoro pionieristico del Progetto Jefferson sta rispondendo a questa esigenza di acquisire una comprensione più completa delle condizioni del lago e dei bacini idrografici che possono informare le misure politiche progettate per mantenere l'eccezionale qualità dell'acqua del lago, "Sii ha detto.

"È eccezionalmente gratificante vedere ciò che è iniziato come una coppia di ricercatori che monitoravano il lago nei primi anni '80 fino a quello che oggi è diventato il Jefferson Project riconosciuto a livello internazionale, " disse Lawrence Eichler, un ricercatore Rensselaer e autore dello studio che ha guidato lo sforzo dell'OCP per quasi tutti i 40 anni. "I cambiamenti incrementali riportati negli ultimi 37 anni sono una testimonianza della resilienza del lago. Tuttavia, La resilienza di Lake George non è illimitata".

Lake George è famoso per la trasparenza delle sue acque, e lo studio ha rilevato che, nonostante l'aumento della clorofilla, la trasparenza non è diminuita in 37 anni, e in realtà migliorato in un sito. La trasparenza è attualmente in media di circa nove metri di profondità attraverso il lago.

Ortofosfato aumentato del 70%, da 0,72 a 1,23 microgrammi per litro, un cambiamento che potrebbe essere attribuibile a cause naturali, ma è più probabile che provenga da sistemi settici mal funzionanti, sistemi di trattamento delle acque reflue difettosi, e deflusso delle acque piovane.

Questo aumento di ortofosfato sembra aver alimentato un aumento della clorofilla, che conferisce alle alghe il loro colore verde. Le letture di clorofilla sono aumentate del 32%, da 1,3 a 1,7 microgrammi per litro. Dato che la trasparenza non è diminuita nel lago, l'aumento della clorofilla è probabilmente causato da una maggiore densità di clorofilla nelle singole cellule algali o da un cambiamento nelle specie algali, piuttosto che un aumento della biomassa algale totale.

Livelli di fosforo totale, che include ortofosfato e forme di fosforo legate nei corpi di organismi vivi e morti, sono rimasti stabili a circa 4 microgrammi per litro.

Concentrazioni di calcio, che è necessario per costruire i gusci di specie invasive come le vongole asiatiche e le cozze zebrate, sono aumentati del 14%, ma questo rappresenta un piccolo aumento assoluto da 10,4 a 11,2 milligrammi per litro. Per sostenere le cozze zebrate, che sono attualmente isolati in prossimità di strutture come piloni di cemento che rilasciano calcio nel lago, i livelli di calcio dovrebbero raggiungere circa 20 milligrammi per litro.

Le concentrazioni di sale, che la ricerca del Jefferson Project ha stabilito possono avere profondi effetti ecologici ad alti livelli, sono quasi triplicate nelle acque profonde. Mentre la variazione percentuale è grande, le concentrazioni effettive sono ancora considerate basse. Le concentrazioni di sodio sono aumentate da 3 a 10 milligrammi per litro, e le concentrazioni di cloruro sono aumentate da 6 a 18 milligrammi per litro. Per confronto, l'EPA ha stabilito linee guida sui livelli di sodio inferiori a 20 milligrammi per litro per l'acqua potabile, e 230 e 860 milligrammi di cloruro per litro per esposizioni a breve e lungo termine in acqua dolce, rispettivamente. Agli attuali tassi di crescita, le acque profonde del lago George avrebbero raggiunto i livelli indicativi di sodio entro 50 anni. Si prevede che le aree poco profonde abbiano concentrazioni di sale più elevate, soprattutto nelle zone dove i corsi d'acqua entrano nel lago.

"Stiamo assistendo a cambiamenti nelle acque profonde, ma la vera preoccupazione è che in alcuni giorni di primavera, i livelli di cloruro nei flussi non sono a 18 milligrammi per litro, come vediamo attualmente nelle acque profonde. Anziché, possono aumentare fino a 2, 000 milligrammi per litro, che dovrebbe essere letale per molte specie di torrenti, " disse Relia.

Le discussioni avviate dalla precedente relazione trentennale hanno già portato a sforzi per limitare le applicazioni di sale stradale, la principale fonte di aumento dei livelli di sale nel bacino, dimostrando i potenziali vantaggi di prestare attenzione ai segnali di allarme precoce.

I ricercatori hanno anche notato miglioramenti nei livelli di solfati e nitrati, le sostanze chimiche nella "pioggia acida, " che sono diminuiti a seguito del Clean Air Act. In 37 anni, il solfato è diminuito del 55% e il nitrato è diminuito del 54%, con un concomitante aumento del pH e dell'alcalinità, che sono considerati buoni segni di ripresa dalla deposizione delle piogge acide.

Il Clean Air Act ha affrontato la pioggia acida, ma nessun meccanismo simile è stato istituito per affrontare il cambiamento climatico, che sta mostrando i suoi effetti su Lake George. Le temperature medie nelle acque superiori del lago sono aumentate di 1,8°C, o 0,05°C all'anno.

"Presi insieme, l'OCP ci dice che in quasi 40 anni di attività umane, il lago è cambiato in molti modi, spesso non in buone direzioni. Questi cambiamenti sono stati relativamente piccoli, ma servono da campanello d'allarme. Abbiamo la capacità di regolare i nostri impatti sul lago e riportarlo a una condizione più incontaminata, " disse Relia.