For at studere virkningerne af længere, varmere somre, trækker økologer 5.000 pund sand op ad et bjerg

Da temperaturerne stiger i begyndelsen af ​​september, er det klart, at Colorados somre varer længere. De starter også tidligere, hvor bjergsneen smelter væk i maj i stedet for juni.

Efterhånden som foråret udfolder sig til sommer hvert år på Niwot Ridge, lige nord for Nederlandene, giver snedriver plads til små buske og farverige laver på denne udsatte tundra, der ligner et koralrev i 10.000 fod over havets overflade. En del af landskabet vil også snart blive dækket af, hvad der ligner mere som dyngede bunker af chokolade-is.

I de sidste fem år har et lille team af forskningsassistenter og frivillige vandret op ad Niwot Ridge i slutningen af ​​maj for at sætte scenen for et unikt eksperiment, hvor de spredte 5.000 pund sort sand over dele af den resterende snepakke.

Deres mål? At simulere de ikke-så-fjerne fremtidige virkninger af en opvarmende planet på alpine økosystemer. Forskere vil gerne vide, hvad der kan ske, når bjergsnepakker smelter hurtigere, og sommeren varer længere hvert år på grund af stigende temperaturer fra klimaændringer.

"Vi ser en stor indflydelse fra disse længere somre. Når tingene varmes op og smelter tidligere, ser det ud til at det er år, der virkelig påvirker systemet - planterne, pikaerne og vandkvaliteten," siger Katharine Suding, ledende efterforsker af projektet, og professor i udmærkelse ved Institut for Økologi og Evolutionsbiologi og Institut for Arktisk og Alpeforskning (INSTAAR). "Og den bedste måde at finde ud af, hvad der kan ske i fremtiden, er at teste det."

Sudings team bruger simpelt, billigt og miljøvenligt sand til naturligt at tiltrække mere sollys, varme sne op og smelte den hurtigere. Den er lavet af de samme glasagtige silicapartikler, som bruges i bålfade og askebægre.

Hver sæson spreder holdet sandet oven på sneen på fem testpladser på tværs af højderyggen, og efterlader noget sne ved siden af ​​den urørt. I løbet af sommeren kører snesevis af kandidatstuderende, frivillige og fakulteter jordsensorer, indsamler vegetation og indsamler data om bestøvere for at se, hvilke former for ændringer, hvis nogen, snesmeltningen tidligere forårsager på tundraen nedenunder.

Projektet er blot et af snesevis af forskningsprojekter udført af CU Boulder-forskere og partnerinstitutioner på den århundrede gamle Mountain Research Station. Indsatsen er også en del af Niwot Langsigtet Økologisk Forskningsprogram.

"Det er et ret ambitiøst projekt," sagde Jennifer Morse, klimatekniker ved Mountain Research Station, som fører tilsyn med udførelsen af ​​eksperimenter som dette.

Simulering af tidlig snesmeltning

Top snepackning forekommer typisk omkring slutningen af ​​maj eller begyndelsen af ​​juni, selvom det i første omgang kan virke en forkert betegnelse. Mens sneen stadig er meter dyb nogle steder, og det kræver snesko eller ski at krydse, er den andre steder allerede for længst væk. Målet er at påføre sandet, når sneen ikke længere samler sig og i stedet begynder at smelte, så det sand, de påfører, ikke dækkes af yderligere snefald.

Denne timing giver en formidabel bedrift. At trække 5.000 pund sand op ad bjerget i det sene forår kræver brug af et utility task vehicle (UTV) med snetrin, da vindblæste og smeltende snedynger langs vejen fra stationen til stederne ville vise sig umuligt for et almindeligt køretøj.

Når forskerne har redet eller stået på ski op ad højderyggen, besøger de hver af de fem testpladser i løbet af et par dage. De indsamler først snedybdemålinger med faste intervaller på begge sider af hvert testplot, hvilket de vil gøre hver anden uge, indtil sneen smelter helt.

Forskerne griber derefter 50-punds poser med sort sand ud af de store skraldespande, der bruges til at transportere dem til højderyggen. De placerer sig langs kanterne af den ene halvdel af testplottet og passer på ikke at træde ind i den. Så kaster de med stor entusiasme håndfulde sand op i luften og ud på sneen. Når den lander, indlejres den i de hvide, våde ting som sort slikdrys. De arbejder rundt på grunden for at tømme 10 poser sand – 500 pund pr. jord – for at skabe et kæmpe rektangel, der ligner en bjergstørrelse balje med småkager og fløde.

Metoden efterligner et naturligt fænomen, da støvstorme nogle gange blæser et fint lag støv eller sand oven på sne i bjergene, hvilket får det til at smelte hurtigere. Men det hele er gjort i hånden til dette eksperiment, og det er hårdt arbejde at slæbe rundt på tunge sandsække – især i 10.000 fod over havets overflade.

"Selv en simpel ting heroppe er svær," sagde Samuel Yevak, professionel forskningsassistent og Limnology Field Lead ved Niwot Ridge Long Term Ecological Research (LTER), mens han ledede påføringen af ​​blankt sand til adskillige testplotter den 17. maj 2022 .

I løbet af den næste måned eller to smelter sneen på begge sider af grunden - men siden med det sorte sand smelter meget hurtigere. Selv en uge senere var siden med det sorte sand på en af ​​de sydøstvendte grunde allerede næsten forsvundet i midten af ​​maj.

"Hvid reflekterer mere lys, og de mørkere farver absorberer mere lys, så sandet spredes ovenpå vil få sneen til at smelte hurtigere, hvilket simulerer tidlig snesmeltning. Dette hjælper os med at tænke på klimaopvarmning, og hvor vi er på vej hen i fremtid," sagde Yevak. "Vi kommer til at se mere og mere tidlig snesmeltning sandsynligvis."

Når al sneen smelter på begge sider, spreder de en lige stor mængde sand (yderligere 500 pund) på kontrolsiden af ​​plottet for at ophæve enhver indvirkning af selve sandet på deres dataindsamling.

Sæsonernes skiftende hastighed

Suding håber på bedre at forstå, hvordan denne stigning i snesmeltningshastigheden påvirker vegetationen nedenunder, jorden og vandet nedstrøms. Hun ser allerede nogle små ændringer.

"Vækstsæsonen starter tidligere, tingene grønnes hurtigere, og de har en længere periode med vækst," sagde Suding. "Men så er det andet interessante, der sker, at planterne lukker ned tidligere. Det, vi tror, ​​der sker, er, at jorden tørrer tidligere ud, og det er fugtstress, der afslutter vækstsæsonen. Så vi rykker starten af ​​sæsonen frem. , men det påvirker også slutningen af ​​sommeren."

Eksperimentet med sort sand vil køre i to eller tre år mere, indtil sandet samler sig nok til, at det kan påvirke dataindsamlingen. Men arbejdet vil leve videre gennem de næste eksperimenter, som Suding og andre på Bjergforskningsstationen bruger til at besvare de spørgsmål, der opstår fra dette arbejde. Eksperimentet vil også hjælpe med at informere dem, der bor nedstrøms, herunder byen Boulder og dens vandafdeling.

"Den tidligere udsmeltning på Niwot Ridge påvirker mængden af ​​vand, som Boulder modtager, og vandkvaliteten," sagde Suding.

Fordi det er et af de mest biodiverse områder i Boulder County, kan forståelsen af ​​ændringer i Niwot Ridge-økosystemet hjælpe Rocky Mountain National Park med at administrere deres naturressourcer mod nord og endda informere bygrupper som Denver Botanical Society i årtier fremover.

"Mange af vores partnere ønsker at træffe evidensbaserede beslutninger i, hvordan de forvalter deres naturressourcer," sagde Suding. + Udforsk yderligere

Efter skovbrande kan brændte træer forstyrre vandforsyningen