Los leones marinos dejan de bramar y se deslizan, uno por uno, del embarcadero hacia el agua marrón mocha del río Fraser, cerca de Vancouver, Columbia Británica. La superficie del agua es lisa, excepto por una línea de ondulaciones que se mueven lentamente río arriba. Los leones marinos parecen saber que la superficie tranquila oculta la agitación debajo.,
La Marea acaba de cambiar, y una lengua de agua salada primero se arrastra, luego galopa, de regreso al Fraser solo unas horas después de haber sido expulsada por un fuerte flujo durante el reflujo anterior. Aunque la superficie parece tranquila, la intersección submarina de agua dulce y salada se agita con remolinos turbulentos tan fuertes como cualquier otro en el océano. La confusión del agua arremolinada y los sedimentos suspendidos desorienta a los salmones que regresan a casa, proporcionando un festín fácil para los leones marinos.
no todos los ríos terminan tan dramáticamente como el Fraser., Pero la mezcla de corrientes de agua dulce y ríos con mareas marinas saladas en un cuerpo de agua parcialmente cerrado—los científicos naturales lo llaman un estuario—alimenta algunos de los ecosistemas más productivos de la Tierra, y también algunos de los más vulnerables.
mucho antes del advenimiento de la civilización, los primeros humanos reconocieron la generosidad del estuario e hicieron de estas regiones un punto focal para la habitación humana. Desafortunadamente, el desarrollo excesivo, el mal uso de la tierra y siglos de contaminación industrial han cobrado un precio en la mayoría de los estuarios., El puerto de Boston, la Bahía de San Francisco y el río Hudson son ejemplos de la degradación ambiental.
sin Embargo, hay esperanza. Los estuarios son las fronteras entre los ambientes salinos y de agua dulce, y son increíblemente diversos tanto biológica como físicamente. La diversidad y la alta energía del ecosistema hacen que los estuarios sean notablemente resistentes. Con una mejor comprensión de estos sistemas, podemos revertir su declive y restaurar la riqueza ecológica de estos entornos valiosos, aunque fangosos.
¿cómo funciona un estuario?,
desde el punto de vista de un físico, la diferencia de densidad entre el agua dulce y salada hace que los estuarios sean interesantes. Cuando el agua del río se encuentra con el agua del mar, el agua dulce más ligera se eleva y sobre el agua salada más densa. El agua de mar se mete en el estuario bajo el agua del río, empujando su camino río arriba a lo largo del fondo.
a menudo, como en el río Fraser, esto ocurre en un abrupto frente salino. A través de tal frente, el contenido de sal (salinidad) y la densidad pueden cambiar de oceánico a fresco en solo unas pocas decenas de metros horizontalmente y tan solo un metro verticalmente.,
acompañando a estos fuertes gradientes de salinidad y densidad hay grandes cambios verticales en la dirección y resistencia de la corriente. No se pueden ver estas aguas arremolinadas desde la superficie, pero un pescador puede encontrar que su red cobra vida propia cuando la baja a un agua aparentemente plácida.
Plinio el viejo, el destacado naturalista Romano, senador y comandante de la flota Imperial en el siglo I D.C., observó este comportamiento peculiar de las redes de pescadores en el Estrecho del Bósforo, cerca de Estambul., Plinio dedujo que las corrientes superficiales y de fondo fluían en direcciones opuestas, y proporcionó la primera documentación escrita de lo que ahora llamamos la «circulación estuarina».»
intrusión de agua salada
las corrientes de agua dulce y salada opuestas a veces fluyen suavemente, una por encima de la otra. Pero cuando la diferencia de velocidad alcanza un cierto umbral, se produce una turbulencia vigorosa, y se mezclan la sal y el agua dulce., Las corrientes de marea, que actúan independientemente de la circulación del estuario, también se suman a la turbulencia, mezclando las aguas saladas y dulces para producir agua salobre en el estuario.
en el río Fraser, esta circulación está confinada a una zona frontal muy corta y enérgica cerca de la desembocadura, a veces de solo varios cientos de metros de largo. En otros estuarios, como la Bahía de San Francisco, La Bahía de Chesapeake o el río Hudson, el frente de sal y la circulación estuarina que lo acompaña se extienden tierra adentro por muchas millas.,
la intrusión de sal hacia tierra es cuidadosamente monitoreada por ingenieros debido a las posibles consecuencias para los suministros de agua si la intrusión de sal se extiende demasiado. Por ejemplo, la ciudad de Poughkeepsie, Nueva York, 60 millas al norte de la desembocadura del río Hudson, depende del río para su agua potable. Aproximadamente una vez por década, las condiciones de sequía hacen que la intrusión de sal se acerque a la ingesta de agua dulce de Poughkeepsie. La última vez que esto sucedió, en 1995, se tuvo que derramar agua extra de las presas aguas arriba para evitar que el frente de sal se convirtiera en un peligro para la salud pública.,
la sangre vital de los estuarios
la circulación de estuarios cumple una valiosa función ecológica. El flujo continuo del fondo proporciona un sistema de ventilación eficaz, atrayendo nuevas aguas oceánicas y expulsando agua salobre. Si no fuera por este proceso natural de «lavado», las aguas del estuario se estancarían, la contaminación se acumularía y el oxígeno se agotaría.
Este sistema de circulación conduce a una increíble productividad ecológica. Los nutrientes y el oxígeno disuelto se reabastecen continuamente del océano, y los desechos se expulsan a las aguas superficiales., Esta acción de bombeo conduce a algunas de las tasas de crecimiento más altas de plantas microscópicas (los investigadores lo llaman «producción primaria») en cualquier entorno marino. Esta abundante población de plancton proporciona una base para diversas y valiosas redes alimentarias, alimentando el crecimiento de algunos de nuestros peces, aves y mamíferos más preciados: salmón, lubina rayada, garza azul, águilas calvas, focas y nutrias, por nombrar algunos.
el vigor de la circulación depende en parte del suministro de agua de río para empujar el agua salada hacia atrás., El área de la Bahía de San Francisco se ha convertido en un centro de controversia en los últimos años porque hay muchos intereses que compiten por el agua dulce que fluye hacia la Bahía, principalmente la agricultura y los suministros urbanos de agua que se extienden al sur de California. Los ambientalistas están decididos a que la Bahía de San Francisco obtenga «su parte» del agua dulce proveniente del delta Sacramento-San Joachim porque los vastos hábitats de agua dulce en la región son particularmente vulnerables a la intrusión de sal.,
la circulación del estuario también se ve afectada por las mareas; las mareas más fuertes generalmente mejoran el intercambio y mejoran la función ecológica del sistema. El estuario del Hudson, por ejemplo, es una marea de 153 millas tierra adentro hasta Troy, Nueva York. Los Indios Algonquin llamaron al río Mohicanituk, » el río que fluye en ambos sentidos.»
Limpiando el sistema
los Estuarios tienen sus problemas. Algunos son autoinfligidos; otros son causados por los abusos de la habitación humana.
un estuario, con todos sus movimientos dinámicos, tiene un atributo que promueve su propia destrucción: atrapa sedimentos., Cuando el lodo suspendido y los sólidos de un río entran en el estuario, se encuentran con el frente de sal. A diferencia del agua dulce, que sube y pasa por encima de la capa salina, el sedimento cae de la capa superficial hacia la capa de agua más densa y salada que se mueve hacia el estuario. A medida que cae, queda atrapado y se acumula en el fondo. Poco a poco, el estuario se vuelve más y más fangoso, más y más superficial.
ocasionalmente una gran inundación empujará la sal directamente fuera del estuario, llevando el sedimento fangoso junto con él., Los núcleos de sedimentos en el río Hudson indican que el sedimento puede acumularse durante 10, 20 o incluso 50 años, colocando capas cada año como anillos de árboles. Pero entonces un huracán o un gran deshielo inunda el río, borra las capas de sedimento y envía el lodo al mar.
el comportamiento «episódico» de la deposición de sedimentos es una buena y una mala noticia. Es bueno porque una gran tormenta puede evitar que un estuario se vuelva demasiado poco profundo demasiado rápido. De hecho, parece que durante los últimos 6.000 años, el dragado natural por grandes tormentas ha mantenido la profundidad del agua casi constante en el estuario del Hudson.,
la mala noticia es que el sedimento retiene una «memoria» de todos los contaminantes que han pasado a través de él a lo largo de los años. Las regulaciones ambientales son mucho más estrictas ahora que hace 50 años, y hemos dejado de usar muchos productos químicos que causan estragos en el medio ambiente. Por ejemplo, los bifenilos policlorados (PCB) fueron prohibidos en la década de 1970 porque se demostró que eran tóxicos para los peces y la fauna silvestre, y para los seres humanos que los consumen., Sin embargo, todavía tenemos un problema de contaminación en el Hudson y otros ríos porque los PCB son lentos en decaer y cada nueva inundación vuelve a movilizar estos contaminantes «heredados» y prolonga nuestra exposición.
efectos de goteo
miles de millones de dólares se están gastando ahora para limpiar los estuarios estadounidenses contaminados por la contaminación industrial. En Boston, por ejemplo, el nuevo sistema de alcantarillado creado para salvar el puerto de Boston le costó a los contribuyentes alrededor de 5 5 mil millones. El programa Superfondo de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos recauda y gasta miles de millones de dólares más para rehabilitar los estuarios.,
a menudo las estrategias de remediación son complejas y controvertidas. En el caso del río Hudson, hay un acalorado debate sobre si los sedimentos contaminados con PCB deben eliminarse-Dragados con métodos de alta tecnología que teóricamente minimizan el daño ambiental—o no deben ser molestados. Ese debate gira en torno al fenómeno episódico de las tormentas: ¿los sedimentos contaminados están allí para quedarse, o podrían agitarse cuando el próximo huracán se extienda por el Valle del Hudson?
aparte de las iniciativas de limpieza, partes del Hudson necesitan ser dragadas para fines de navegación., Dragado no es tan costoso o difícil, pero encontrar un lugar para poner sedimentos contaminados es un problema. El Puerto De Nueva York ha estado llenando las minas de carbón abandonadas de Pensilvania con su lodo contaminado, pero esa no es una solución a largo plazo.
mientras que los problemas de los estuarios americanos son complicados y costosos, palidecen en comparación con los estuarios Asiáticos. Toda la nación de Bangladesh se encuentra dentro del estuario y la llanura aluvial inferior del río Ganges-Brahmaputra., Otros ríos asiáticos como el Mekong, Chiang Jiang (o Yangtze), y Huang Ho (o río Amarillo) están abarrotados y tensos por asentamientos humanos concentrados. El aumento Global del nivel del mar está causando una pérdida de tierra, un aumento de las inundaciones y una mayor intrusión de sal en estos estuarios.
la demanda de agua corriente arriba para riego y uso doméstico reduce significativamente el flujo de agua dulce a través de estos sistemas., El río Indo y los estuarios de Huang Ho han sufrido reducciones drásticas del flujo de agua dulce en las últimas décadas, y el impacto de estas alteraciones humanas se está reconociendo recientemente. Se necesitarán nuevas políticas sobre el uso de la tierra, el desvío del agua e incluso la producción mundial de dióxido de carbono (que afecta el calentamiento global y el aumento del nivel del mar) para proteger estos entornos estuarinos vulnerables y sus habitantes humanos.,
crear nuevas ideas
uno de los desafíos de la investigación estuarina es que la mayoría de los problemas significativos son interdisciplinarios, que involucran Física, Biología, Química, Geología y, a menudo, políticas públicas y economía. Los estuarios también son increíblemente diversos, vienen en todas las formas y tamaños. Sin embargo, los políticos públicos desafían continuamente a los científicos a generalizar nuestros resultados de los estudios de un estuario y aplicarlos al resto de los estuarios del mundo.,
como científicos, una de nuestras funciones es predecir los cambios en el medio ambiente, dadas las diferentes influencias naturales e inducidas por el hombre. Para prever la salud de los estuarios en el futuro, tenemos algunas preguntas fundamentales que responder sobre el presente y el pasado. ¿Qué tan lejos se inmiscuirá la sal si el flujo del río se reduce a la mitad? ¿Los cambios en el flujo del río aumentan o disminuyen la velocidad a la que los sedimentos bajan el estuario? ¿Qué efecto tienen estos cambios en los peces que desovan en el agua dulce?
lo que aprendamos será crítico para una población humana que valora cada vez más las aguas costeras., Necesitamos políticas públicas sólidas para reducir la vulnerabilidad a las inundaciones costeras y proteger el agua potable, los suministros de alimentos y algunos de los hábitats más importantes del mundo. Desarrollaremos mejores políticas sólo si podemos basarlas en una mejor ciencia.