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Un dottorato di ricerca UConn il candidato e un membro della facoltà hanno sviluppato un nuovo modo di raccogliere dati sui corsi d'acqua alimentati dalle acque sotterranee che forniscono importanti spunti sui possibili effetti del cambiamento climatico.
L'acqua è in continuo movimento:attraverso l'aria, attraverso corsi d'acqua, e sotterraneo. La vita dipende da una fornitura consistente di acqua e i dettagli sul suo viaggio sono necessari per comprendere e gestire questa risorsa dinamica.
Però, questi dettagli sono spesso difficili da misurare. UConn Ph.D. candidato Danielle Hare, nel laboratorio del professore associato di Risorse naturali e ambiente Ashley Helton, ha ampliato un nuovo metodo per accedere facilmente a dettagli vitali sulle acque sotterranee, e così facendo, hanno scoperto che molti corsi d'acqua sono più vulnerabili a fattori di stress come il cambiamento climatico di quanto si pensasse in precedenza. Il team ha pubblicato i risultati nell'ultimo numero di Comunicazioni sulla natura .
Le precipitazioni entrano nei torrenti e nei fiumi scorrendo sulla superficie terrestre, o percola attraverso il suolo nelle acque sotterranee. Le acque sotterranee poi rifluiscono nei corsi d'acqua, ma comprendendo i dettagli, come la profondità delle acque sotterranee che entrano nei corsi d'acqua, è più impegnativo.
"Normalmente, dovresti andare in un sito e spendere un sacco di tempo e denaro solo per capire la fonte delle acque sotterranee che scaricano nel torrente, " lei dice.
Questi dettagli sono importanti per i gestori di bacini idrografici, che tengono conto di numerose variabili per mantenere l'acqua pulita e sicura, sia per l'acqua potabile che per gli habitat della fauna selvatica.
Dettagli come la profondità sono fondamentali perché, Per esempio, le riserve di acque sotterranee meno profonde sono più soggette a disturbi rispetto a quelle più profonde. Hare dice che una delle minacce ai corsi d'acqua forniti da acque sotterranee meno profonde è il cambiamento climatico, poiché le acque sotterranee poco profonde sono più suscettibili al riscaldamento e hanno gravi impatti sulle risorse idriche lungo la linea.
Helton spiega alcuni dei ruoli che le acque sotterranee svolgono per i corsi d'acqua e gli ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee.
"Si possono pensare ai tre servizi che le acque sotterranee forniscono ai corsi d'acqua mentre scaricano nuovamente ai corsi d'acqua in superficie, " lei dice. "In primo luogo è il flusso; le acque sotterranee forniscono acqua e le acque sotterranee più profonde forniscono un flusso più consistente. Secondo, le acque sotterranee forniscono un tampone di temperatura e quello che viene chiamato rifugio termico per gli organismi, e le acque sotterranee più profonde forniscono temperature più stabili. Terzo, le acque sotterranee forniscono nutrienti e carbonio per gli ecosistemi e le acque sotterranee più profonde hanno spesso un profilo chimico diverso".
Nel caso di corsi d'acqua con importanti apporti di acque sotterranee, Helton afferma che la direzione spesso assume per impostazione predefinita che i flussi dipendenti dalle acque sotterranee siano gestiti in modo simile. Lepre, con un forte interesse per le temperature dei corsi d'acqua e la dinamica delle acque sotterranee, ha cercato di esplorare se questo fosse veramente il caso come parte di un progetto di classe.
"Questo progetto era a tempo indeterminato ed è stata una grande opportunità per unire i miei interessi. Non eravamo sicuri che avrebbe funzionato, ma anche se così non fosse, Sapevo che avrei imparato lungo la strada, "dice Lepre.
Hare ha utilizzato dati che vengono raccolti frequentemente e spesso accessibili pubblicamente:misurazione della temperatura del flusso e dell'aria. Questi dati sono accoppiati a oltre 1, 700 stream a livello nazionale, e i ricercatori sono stati in grado di dedurre quali corsi d'acqua presentavano sostanziali apporti di acque sotterranee e, di quelli, che erano alimentati da acque sotterranee profonde o poco profonde. I risultati sono stati illuminanti.
"Qualcosa che mi ha sorpreso è stato quanto siano importanti i siti di acque sotterranee poco profonde negli Stati Uniti. Abbiamo visto che circa il 40% dei siti aveva una componente sostanziale delle acque sotterranee, e quanti di questi erano superficiali erano circa il 50%. Non l'avrei immaginato; Avrei immaginato che ci fossero acque sotterranee più profonde, "dice Lepre.
I ricercatori erano entusiasti del fatto che quello che era iniziato come un progetto di corso per Hare si fosse trasformato in uno strumento così potente.
"Questo metodo è semplice e accessibile ai gestori dei bacini idrografici e alle parti interessate. C'è molto potere in questo. Non è necessario spendere molti soldi per definire la geologia diversa, possiamo semplicemente usare un registratore di temperatura o un termometro per monitorare le temperature. Sono ampiamente disponibili e semplici, "dice Lepre.
Hare e Helton sono fiduciosi che queste informazioni saranno prese in considerazione nel prendere decisioni sulla gestione dei bacini idrografici in futuro.
"I siti dominati dalle acque sotterranee sono molto diffusi e circa la metà erano poco profondi, " dice Helton. Tuttavia, questo potrebbe essere problematico quando i siti sono gestiti come se fossero siti alimentati da acque sotterranee profonde. Hare avverte che i gestori potrebbero perdere importanti opportunità di conservazione di fronte alle sfide che possono avere un impatto sul rifornimento delle acque sotterranee.
"I corsi d'acqua poco profondi non verranno tamponati come pensavamo in precedenza, " dice Hare. "Soprattutto se si considerano gli ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee, quando pensiamo a pesci che dobbiamo davvero prendere in considerazione, altrimenti potremmo avere un'occasione mancata per quanto riguarda la mitigazione, supporto, osservando quell'importante risorsa dell'ecosistema."
Per chi ha il compito di gestire questi importanti bacini idrografici, questo nuovo metodo garantisce che le informazioni vitali non siano più fuori portata, dice Lepre.
"Dov'è il potere in questo studio e ciò che lo rende distinto è che separiamo i componenti superficiali e profondi delle acque sotterranee. Non solo siamo in grado di trovare corsi d'acqua che sono più dominati dalle acque sotterranee, possiamo analizzare queste informazioni per stabilire se si tratta di acque sotterranee poco profonde o profonde. I bassifondi saranno più suscettibili sia al riscaldamento climatico che ai cambiamenti di sviluppo".