De ce viitorul celui mai clar lac al Americii este murdar

Lacul Craterului din Oregon este, în mod esențial, o băltoasă uriașă, albastră, de 1,984 de metri adâncime. Este cel mai adânc lac din America și cel de-al șaptelea adânc în lume. Dacă ați umplut un Centru de Comerț Mondial până la punctul cel mai de jos al lacului, vârful său ar fi în continuare sub apă. Bazinul lacului sa prăbușit în urmă cu 7.700 de ani, când vulcanul Mazama sa prăbușit în camera sa magică goală, creând o calderă, o creastă în formă de castron pe vârful muntelui.

Cu toate acestea, adâncimea sa incredibilă este poate mai puțin importantă decât claritatea sa. Potrivit Serviciului Parcului Național, Lacul Crater ar putea fi cel mai clar lac din lume - "apele din Lacul Craterului realmente restabilește standardele pentru proprietățile optice ale" apei pure "." În fiecare iarnă sau alta, lacul suferă versiunea sa de curățare. În aceste evenimente de "ventilație profundă", mișcările nevăzute ale apei transportă oxigenul în jos și aduc nutrienți. Ventilația profundă alimentează cât de mică este viața lacului și deplasează substanțele nutritive și algele în moduri care stimulează sau inhibă creșterea. Firește, pentru că așa funcționează lumea în zilele noastre, schimbările climatice vor modifica acest proces.

Cu toate acestea, viitorul lacului Crater nu este clar.

Într-un studiu publicat de US Geological Survey în luna mai, oamenii de știință au descoperit că, pe măsură ce temperaturile medii globale cresc, ventilația profundă se va întâmpla mai rar la Lacul Crater - oriunde de la o dată la trei ani până la o dată la 7,7 ani, în funcție de viteza și gradul cresc temperaturile.

Cele mai multe lacuri, alimentate de râuri și cursuri, sunt pline de viață și particule. Crater Lake, alimentat numai de zăpadă și ploaie care cad în caldera, are foarte puțin în ea, altul decât apa. De aceea este atât de clar. Uneori, a fost posibil să se vadă în adâncimi de 130 de picioare.

"Are un mic bazin mic, definit de marginea acelui crater", spune Tamara Wood, autorul principal al noului studiu și un hidrologist la USGS. Există o zonă foarte mică din care substanțele nutritive pot alerga în lac - este aproape un sistem închis. "Sunt multe lucruri care se mișcă în jur", spune ea.

Crater Lake de la Watchman Lookout. (Foto: Arctaroger / CC BY 3.0)

Ventilația profundă, o parte foarte importantă a lucrurilor în mișcare, se întâmplă numai în circumstanțe speciale, în care presiunea, densitatea și temperatura conspiră pentru a mișca apa mai adânc în lac decât ar merge în mod normal. În cele mai multe ori ale anului, lacul este mai cald pe suprafață, dar mai rece pe fundul. (Înțelegeți asta dacă v-ați înotat într-un lac de vară - va fi plăcut până veți lăsa picioarele să cadă adânc, unde apa este frigidă.)

Apa rece din partea de jos a lacului rămâne pusă, deoarece apa este mai densă când este mai rece - până la 4 grade Celsius. Acesta este punctul în care apa este cea mai grea; la temperaturi mai reci, începe să devină din nou mai puțin densă. (De exemplu, modul în care gheața plutește parțial deoarece este mai puțin densă decât apa.) În timpul iernii, când temperaturile scade destul de puțin, apa mai puțin densă și foarte rece va alcătui stratul superior al lacului și va fi mai cald sub.

Dar presiunea schimbă această ecuație. Într-un lac atât de adânc ca Lacul Craterului, poate apărea o schimbare semnificativă față de presiunea atmosferică adânc în lac și, pe măsură ce crește presiunea, temperatura la care apa este cea mai grea picătură. Când vântul împinge apa rece de suprafață până la acel încălzitor, un strat de presiune mai mare, dintr-o dată nu mai poate pluti. Apa de la suprafață este încă rece, dar, sub o presiune mai mare, temperatura se traduce la o greutate mai mare.

Apa începe să se scufunde și continuă să cadă, ca și Alice în gaura iepurilor, până când ajunge la un loc unde este atât de dens ca apele din jur sau de la fundul lacului, oricare ar fi întâi. Există o mică rețea alimentară în lac și această mișcare aduce oxigenul până la microbii care trăiesc adânc în apă și ajută la aducerea substanțelor nutritive care s-au așezat în partea de jos a lacului, alimentând algele pe partea de sus.

Crater Lake în timpul iernii, ventilație adâncă, poate. (Foto: WolfmanSF / CC BY-SA 3.0)

Condițiile corecte pentru ventilație profundă nu se întâlnesc întotdeauna împreună. Acum, lacul își învârte apa în felul acesta o dată la două ierni. Lemnul și colegii săi au modelat procesul care merge până la 2100, cu schimbarea climatică și au descoperit că alchimia potrivită se va întâmpla mai rar într-o lume mai caldă.

Ce inseamna asta? În lucrare, Wood și colegii săi au grijă să spună că nu pot anticipa modul în care acest lucru va afecta creșterea algelor din lac sau claritatea apei lacului. Ei au modelat doar schimbările fizice care s-ar putea întâmpla, nu cele biologice. Fără substanțele nutritive pe care le oferă amestecarea, algele de pe suprafață ar putea muri, făcând lacul mai clar; temperaturile mai calde ar putea afecta și ecologia lacului, permițând un sezon de creștere mai lung, deși creșterea cantității de alge. Când amestecarea se întâmplă, ar putea aduce o sărbătoare de substanțe nutritive așezate pe fund și va alimenta un boom populațional în alge, care ar putea crea flori verzi de viață pe suprafața lacului.

"Aceste legaturi intre clima si sistemul de apa dulce, sunt complicate si complicate", spune Wood. "Nu este evident cum va juca toate acestea la 600 de metri sub suprafață".

Lacul Tahoe, încă foarte frumos. (Foto: ifarhadi / CC BY 2.0)

La Lacul Tahoe, de exemplu, un alt lac adânc și foarte albastru, schimbările climatice reprezintă, de asemenea, o preocupare, iar apa de la suprafață a fost mai puțin clară în anii în care amestecarea profundă nu sa întâmplat. Claritatea lui Tahoe a început să scadă cu câteva decenii în urmă, când particulele fine, anorganice s-au acumulat în lac. (Odată ce ar fi fost prinși în țara înconjurătoare, dar după ce spațiul a fost mai puternic dezvoltat, aceste particule au început să se spele pe drumuri și prin canalizare, în lac.) Ventilația profundă ajută, deoarece atunci când apare mai puțină particulă de apă în partea de jos, îmbunătățește claritatea la suprafață.

Dacă oamenii pot ține de la adăugarea de materie organică și particule suplimentare la lac, totuși, lacul va fi mai rezistent la schimbările climatice. "Dacă există mai puține stimulente pentru creșterea algelor, cu atât mai mult timp lacul poate rezista unor perioade de amestec", spune Geoff Schladow, directorul Centrului de Cercetare a Mediului Tahoe.

Ventilația mai frecventă ar putea modifica în mod dramatic circumstanțele pentru pești, alge și alți iubitori de lacuri mici. Pentru oameni, totuși, orice schimbare a aspectului lacurilor ar fi subtilă. "Nu vreau să credeți că Lacul Tahoe este sortit", spune Schladow. "Nu este ... este frumos afară". Un vizitator al Lacului Crater în deceniile viitoare ar putea vedea o floare de alge, dar nu ar putea. Dacă există o schimbare în claritatea lacului, va fi greu pentru un vizitator să spună, spune Wood. Așa cum nu este întotdeauna evident când interiorul unei persoane este blocat, lacurile ar putea să arate bine pe suprafață, chiar dacă suferă.