Un modello concettuale di reattore idro-biogeochimico spartiacque in climi diversi. L'acqua proviene dalle precipitazioni e viaggia attraverso percorsi di flusso sotterranei e corridoi fluviali prima di uscire agli sbocchi del fiume. Lungo i suoi percorsi di flusso, l'acqua mobilita i soluti interagendo con radici, microbi, suolo e rocce. La dinamica delle concentrazioni di soluti nell'acqua immagazzinata (Vw) è quindi regolata principalmente da due processi concorrenti:l'aggiunta di soluti da input esterno (I) e la produzione di soluti da reazioni (R) in suoli, rocce e corsi d'acqua, e il esportazione di soluti per scarico (QC) (equazione 2). Gli input esterni possono verificarsi, ma sono spesso insignificanti nei bacini idrografici naturali con impatto minimo. Con il riscaldamento climatico, alcuni luoghi diventeranno più aridi, portando a una minore portata del fiume (Q = P – ET) e all'esportazione di soluti (QC); alcuni luoghi diventeranno più umidi, con conseguente riduzione delle concentrazioni di soluto ma maggiori flussi di esportazione di soluto verso i fiumi. I bacini idrografici funzionano principalmente come reattori per la produzione di soluti in climi aridi e caldi e come trasportatori per l'esportazione di soluti in climi umidi e freddi. Credito:Futuro della Terra (2022). DOI:10.1029/2021EF002603
I fiumi scorrono su molti tipi di terreno, interagendo con suolo, rocce, microbi e radici. L'acqua del fiume porta quindi le firme di tutto ciò con cui interagisce e la sua chimica riflette la risposta della zona critica, la regione del pianeta che si estende dalle cime degli alberi al fondo delle acque sotterranee, al cambiamento climatico. È probabile che la chimica del fiume cambi con il riscaldamento del clima, ma la maggior parte degli studi di ricerca sul clima si sono concentrati sui cambiamenti nel flusso dei fiumi.
Ora, Li et al. concentrarsi sui cambiamenti nella chimica dei fiumi e nella qualità dell'acqua in un clima che cambia. Hanno studiato l'influenza del clima sulla chimica a lungo termine dei fiumi negli Stati Uniti contigui, compilando più di 400.000 punti dati da 506 fiumi con un impatto umano minimo per identificare i modelli di 16 costituenti della chimica fluviale comune (soluti).
Per tutte le aree geografiche degli Stati Uniti, il team ha scoperto che le concentrazioni di 16 soluti diminuiscono all'aumentare della portata media del fiume, che è la quantità di acqua precipitata (sia precipitazioni che nevicate) che finisce nei torrenti e nei fiumi. Questa scoperta contraddice la percezione comune che la chimica del fiume sia controllata principalmente dall'abbondanza di materiali locali nella zona critica. Invece, la chimica del fiume è controllata prima dalla portata del fiume, poi dall'abbondanza di materiali con cui l'acqua interagisce.
Il cambiamento delle condizioni climatiche, comprese le temperature più elevate, può influenzare non solo lo scarico dei fiumi, ma anche i tipi di materiali delle zone critiche che interagiscono e si dissolvono nelle acque. Gli autori affermano che nei luoghi che diventano più aridi, come le parti occidentali degli Stati Uniti, si prevede un aumento delle concentrazioni medie e l'entità dell'aumento dipende dalla sensibilità dei soluti ai cambiamenti nella scarica. Nei luoghi che diventano più umidi, è probabile che le concentrazioni medie diminuiscano, ma i carichi, o i tassi di esportazione di soluti in uscita dai fiumi, possono aumentare con più acqua.
Con il cambiamento climatico, l'aumento delle concentrazioni di soluti avrà implicazioni per la gestione dell'acqua e gli sforzi di trattamento e potrebbe richiedere infrastrutture di trattamento rinnovate o potenziate. Questi cambiamenti possono anche avere un impatto significativo sulla salute dell'ecosistema acquatico. + Esplora ulteriormente
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di Eos, ospitata dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.
