Potrebbe pompare acqua superficiale ricca di ossigeno nelle profondità dei laghi, estuari, e le acque oceaniche costiere aiutano a migliorare le pericolose zone morte? Nuovo lavoro condotto da David Koweek e Ken Caldeira di Carnegie e pubblicato ad accesso libero da Scienza dell'ambiente totale dice di sì, sebbene avvertano che sarebbero necessarie ulteriori ricerche per comprendere eventuali effetti collaterali prima di implementare un tale approccio.

Quando i nutrienti eccessivi provenienti dall'agricoltura e da altre attività umane si riversano nei corsi d'acqua, può creare un fenomeno pericoloso chiamato eutrofizzazione. Questo può portare a zone morte a basso contenuto di ossigeno chiamate ipossia.

"Le zone morte a basso contenuto di ossigeno sono uno dei problemi più pervasivi che affliggono i sistemi marini e di acqua dolce in tutto il mondo e un grave problema per le comunità che dipendono dalla pesca, " ha detto Koweek.

Gli sforzi per combattere l'ipossia spesso si concentrano sulla riduzione del deflusso agricolo e sulla prevenzione del sovraccarico di nutrienti nei corsi d'acqua. Ma questo è un processo molto lento che comporta il cambiamento delle pratiche agricole, potenziamento degli impianti di trattamento delle acque reflue, e alterare l'uso di fertilizzanti domestici.

Koweek e Caldeira hanno guidato un team che ha studiato un rimedio tecnologico proposto, chiamato downwelling, che potrebbero integrare i programmi di riduzione dei nutrienti. Ciò comporta il pompaggio di acqua naturalmente più ossigenata dalla superficie nelle profondità del corpo idrico interessato.

"In teoria, il downwelling creerebbe un rimescolamento verticale nell'acqua, distribuzione dell'ossigeno e prevenzione dell'insorgere di condizioni ipossiche, " ha spiegato Koweek. "Volevamo testare questa idea e vedere se avrebbe davvero funzionato".

Il team ha costruito modelli per confrontare il downwelling con le due tecniche tecnologiche più comunemente utilizzate per prevenire le zone morte:gorgogliare ossigeno dal fondo e spruzzare acqua della fontana sulla superficie. I loro modelli indicano che il downwelling sarebbe da tre a 100 volte più efficiente del gorgogliamento e 10, Da 000 a un milione di volte più efficiente delle fontane.

Hanno poi fatto un esperimento sul campo al Searsville Reservoir a Woodside, California, che ha dimostrato che il downwelling potrebbe aumentare la saturazione di ossigeno nelle immediate vicinanze delle pompe tra il 10 e il 30 percento, abbastanza per alleviare lo stress ipossico per molti organismi marini. Però, questa non si estendeva per più di una manciata di metri oltre la vicinanza delle condutture attraverso le quali veniva pompata l'acqua di superficie. Ciò significa che sarebbe necessaria una rete estesa per qualsiasi sforzo importante per combattere le zone morte in un'area economicamente importante o ecologicamente sensibile.

Secondo i ricercatori, il loro lavoro indica che la tecnologia del downwelling può mostrare il potenziale per espandersi in aree più grandi in cui le zone morte annuali creano un grande disagio ecologico ed economico, come la baia di Chesapeake o il Golfo del Messico. Stimano che l'energia necessaria per alimentare le pompe potrebbe costare decine di milioni di dollari ogni anno. Il funzionamento delle pompe di downwelling tutto l'anno nel Chesapeake potrebbe costare tra $ 4 e $ 47 milioni; Nel Golfo, lo stesso potrebbe costare tra $ 26 e $ 263 milioni.

Ma questi cartellini dei prezzi sono relativamente bassi rispetto ai costi degli aggiornamenti agli impianti di trattamento delle acque reflue e ai programmi di riduzione dei fertilizzanti che limitano l'apporto di nutrienti ai corpi idrici. Ciò suggerisce che la tecnologia del downwelling potrebbe essere utilizzata insieme a piani a lungo termine per ridurre l'inquinamento da nutrienti.

"Ridurre l'inquinamento dei nutrienti è l'unico modo per eliminare l'ipossia in modo permanente, " Disse Calderia. "Tuttavia, il nostro lavoro mostra che il downwelling è una soluzione tecnologica che potrebbe mitigare il rischio di zone morte a basso contenuto di ossigeno mentre vengono messe in atto strategie di gestione dei nutrienti".