Afdækning af søernes hemmelige vinterliv

Mens det meste af naturen sover fredeligt i stive canadiske vintre, søer er mere end vågne under deres tykke, iskolde dækker.

University of Saskatchewan Ph.D. studerende Emily Cavaliere og hendes vejleder Helen Baulch har fundet ud af, at en rensende kemisk proces kaldet "denitrifikation" hjælper med at opretholde vandkvaliteten i præriesøerne om vinteren - en tidligere videnskabelig ukendt.

"Mit arbejde har afkræftet forskernes antagelse om, at søer er i dvale, indtil foråret kommer, sagde Cavaliere. Hvor der er vand, der er liv."

Ved at optage nitrogen, "venlige" bakterier, der lever i sedimentet i søer, fjerner dette næringsstof permanent fra vandet. Denne denitrifikationsproces er afgørende for at opretholde vandkvaliteten.

Med resultater offentliggjort i tidsskriftet Biogeokemi , Baulch og Cavaliere har som de første fundet beviser for, at denitrifikation i søer sker under is lige så hurtigt som om sommeren. Forskere har hidtil antaget, at kolde temperaturer ville bremse denitrifikationen.

For store næringsstoffer kan forårsage algeopblomstring. Disse opblomstringer fører til dårlig vandkvalitet, øge omkostningerne til behandling af vand. Disse slimede plantelignende organismer får et vækstboost, når næringsstoffer som nitrogen eller fosfor trænger ind i vandmasserne.

"Emily's arbejde vil hjælpe os med at forstå, hvordan hastigheden af ​​vand næringsstofcyklus vil ændre sig i fremtiden, efterhånden som vinteren bliver kortere, " sagde Baulch, professor i U of S School of Environment and Sustainability (SENS) og Cavalieres vejleder. "Dette er nøglen til at forstå fremtidens vandkvalitet og for bedre forvaltning af vores vandressourcer."

Cavaliere har fundet ud af, at renseprocessen er i gang om vinteren, fordi nitrogenniveauet stadig er højt i vandet. Dette får bakterierne til at fortsætte denitrifikationen uanset temperaturen.

I tre lange vintre, hun brugte timer udendørs på at indsamle prøver af vand og sediment fra ni Saskatchewan-søer. Hun skulle lære at bore is med en snegl, samme slags som bruges til isfiskeri. Det var intet som de milde Oregon-vintre, hun havde oplevet derhjemme, hun sagde.

"Vinterforskning er virkelig sjælden over hele verden - men især i Saskatchewan, hvor koldt vejr skaber udfordringer selv for den modigste elev, " sagde Baulch.

Med en plan om snart at tage eksamen og derefter forfølge et post-doktorgradsstipendium, Cavaliere håber at blive ved med at forske i vinterhemmeligheder skjult under overfladen af ​​søer.

Det næste store spørgsmål, som hun og Baulch vil tage fat på, er virkningen af ​​klimaændringer, med mulige kortere og mildere vintre, vil have på fjernelse af kvælstof i søer og hvordan algeopblomstring vil blive påvirket igen.

"Vi forventer, at søer bliver mere sårbare over for næringsstofforurening, simpelthen som følge af opvarmning af vandtemperaturer, " siger Baulch. "Det betyder, at vi forventer at se hyppigere og mere alvorlige blomster."