Barrier Island marine økosystem ændret af stormhændelser

Kystområder er populære steder at bo og besøge. Hver sommer, familier læser deres biler op og tager til stranden for et par dages afslapning. I Alabama, en destination er Dauphin Island, en lille barriereø tre miles syd for Mobile Bay.

Når turister ankommer, de krydser fingre for godt vejr. Alt for ofte, selvom, storme dukker op.

Ferier kan ikke kun forstyrres, men farvandet omkring Dauphin Island kan se en stigning i grundvand og næringsstoffer efter kraftige regnskyl. Forskere fra University of Alabama har for nylig offentliggjort et papir i tidsskriftet Grænser i havvidenskab-kystnære havprocesser beskriver, hvordan disse stormhændelser påvirker det marine økosystem omkring barriereøer.

"Det er interessant baseret på flere faktorer, "sagde Dr. Dini Adyasari, en postdoktor i geologisk videnskab. "Dauphin Island er en urbaniseret ø og et turistmål, så der er en potentielt høj mængde næringsstoffer eller anden forurenende koncentration i grundvandet. "

Øen ligger også tæt på Mobile Bay -flodmundingen, hvor ferskvand fra Mobile River blandes med saltvand fra Den Mexicanske Golf. Når du tilføjer grundvand fra Dauphin Island, det skaber et hydrologisk komplekst miljø.

I løbet af 40 dage, et team af UA -forskere brugte radon- og radiumisotoper som sporstoffer til at evaluere den tidsmæssige og rumlige variabilitet af frisk og recirkuleret undervandsudledning. I denne periode, de oplevede to betydelige stormhændelser på øen. Hvad de opdagede var under og umiddelbart efter stormene, kystvandet omkring det blev et floddomineret miljø.

Cirka en uge senere, ubåds grundvandsudledning var næsten tre gange højere end et par dage tidligere.

"Dette kan påvirke vandkvaliteten ved kysten, fordi floder bringer oxideret nitrogen, mens grundvand bringer en høj koncentration af reduceret nitrogen, som er ammoniak, "sagde Adyasari.

En tilstrømning af disse grundvandsnæringsstoffer kan føre til en øget chance for hypoxi, eller lave niveauer af ilt, i løbet af denne tid.

"Grundvand er anoksisk, så det spiller helt sikkert en rolle i udviklingen af ​​hypoxi i overfladevandet og er forbundet med fiskedrab, "sagde Dr. Natasha Dimova, en lektor i geologiske videnskaber og miljøgeokemi.

I hypoksisk vand, havlivet dør og synker til golfgulvet, fører til yderligere iltreduktion. De øgede grundvandsnæringsstoffer kan skabe og opretholde skadelige algeblomster, resulterer i flere problemer for kystsamfund.

"De forårsager åndedrætsbesvær for mennesker, sagde Dr. Behzad Mortazavi, professor og formand for UAs Institut for Biologiske Videnskaber. "De lukker også strandene, og det kan føre til lukning af skaldyrhøst og lignende situationer, så den slags påvirkning er meget reel og lokal. "

På Dauphin Island, teamet opdagede, hvor varierende nitrogenniveauerne var på to separate steder. Det første område ved siden af ​​en mole havde reduceret nitrogen, som Adyasari mener er naturligt forekommende på grund af de indfødte sedimenter, som grundvand strømmer igennem. På det andet sted nær en golfbane, de opdagede en meget højere koncentration af nitrat, som potentielt er fra den gødning, der bruges til at vedligeholde marken.

I tørre tider, overfladevandspuljer og infiltrerer jorden, bringe nitrater fundet i stoffer som gødning i grundvandet. Da det siver ned i undergrunden, biogeokemiske reaktioner kan ændre nitrat til nitrogengas, får det til at forsvinde og reducere påvirkningen af ​​grundvandet.

Imidlertid, barriereøer tilbyder en unik udfordring ved filtrering af disse forurenende stoffer på grund af deres modtagelighed over for stormhændelser.

"Det er bunker af sand, der er blevet skubbet rundt gennem orkanhændelser, så grundvandets opholdstid i undergrunden er meget kort, "sagde Dimova." Det skyller ud som et toilet, så der er ikke meget tid til disse kemiske ændringer og filtrering i undergrunden. "

At studere disse dynamikker er afgørende for at lære, hvordan barriereøer bidrager til grundvandsudledning under stormhændelser. Dimova håber, at de kan bruge mere tid på disse øer for let at få adgang til overvågningsstationer og se, hvordan vandet reagerer på storme i forskellige sæsoner i løbet af året.

"Når man ser den store fordel ved de løbende optegnelser, vores fremtidige forskningsretninger opnår målinger i længere perioder og flere steder, "sagde hun." Hvis vi kan få flere af de kontinuerlige afbrudte optegnelser, vi ville forstå disse systemer bedre, vi kan gøre meget bedre forudsigelser, og vi kan modellere disse systemer, især ved hjælp af de moderne værktøjer til kunstig intelligens. "

Udvidelse af disse undersøgelser og offentlig viden vil gøre det muligt for beboere og besøgende at blive mere bevidste om, hvor følsomme barriereøerne er for nedbør, og hvordan næringsstoffer, der transporteres af grundvand, kan påvirke den lokale økonomi. De vil skabe en bedre forståelse for forbedring af kystvandskvaliteten, grundvandskvalitet og kvantitet til fremtidige ferskvandsressourcer i lignende områder rundt om i verden.