merileijonat lopettaa mölinä ja lipsahdus, yksi kerrallaan, pois laituri osaksi mokka-ruskea vesi Fraser-Joen rannalla lähellä Vancouver, British Columbia. Veden pinta on sileä lukuun ottamatta juovaa, joka liikkuu hitaasti yläjuoksulla. Merileijonat näyttävät tietävän, että rauhallinen pinta vähättelee alla kuohuvaa.,
vuorovesi on kääntynyt, ja kielen suolaa vettä ensimmäinen on hiipivä, sitten laukkaa, takaisin Fraser vain muutaman tunnin karkotuksensa jälkeen voimakas ulosvirtaus edellisen ebb. Vaikka pinta näyttää rauhallinen, vedenalainen risteyksessä makean ja suolaisen veden roils kanssa myrskyisä pyörteet yhtä vahva kuin mikä tahansa meressä. Sekaannusta ravistelemalla veden ja keskeytetty sedimenttien harhautetaan kotiinpäin sidottu lohi, joka tarjoaa helpon juhlaa merileijonat.
kaikki joet eivät pääty yhtä dramaattisesti kuin Fraser., Mutta sekoitus makeanveden purojen ja jokien suolainen valtameren vuorovesi osittain suljettu vesistö—luonnon tutkijat kutsuvat sitä suisto—polttoaineiden joitakin kaikkein tuottavimpia ekosysteemejä Maan päällä, ja myös joitakin kaikkein heikoimmassa asemassa olevia.
Kauan ennen kynnyksellä sivilisaation, varhaisten ihmisten tunnustettu bounty suistoon ja tehnyt näiden alueiden keskipiste asutuksen. Valitettavasti liiallisen, huono maankäytön ja vuosisatojen teollinen saastuminen on ottanut veronsa kaikkein suistoissa., Bostonin satama, San Franciscon lahti ja Hudsonjoki ovat ympäristön turmelemisen keulakuvia.
vielä on toivoa. Suistot ovat suola – ja makeanveden ympäristöjen rajamaita, ja ne ovat uskomattoman monipuolisia sekä biologisesti että fyysisesti. Ekosysteemin monimuotoisuus ja suuri energia tekevät suistoista huomattavan kestäviä. Ymmärtämällä näitä järjestelmiä paremmin voimme kääntää niiden taantumisen ja palauttaa näiden arvokkaiden, joskin mutaisten, ympäristöjen ekologisen rikkauden.
miten estuaari vaikuttaa?,
fyysikon näkökulmasta makean ja suolaisen veden tiheysero tekee jokisuistoista mielenkiintoisia. Kun jokivesi kohtaa meriveden, vaaleampi makea vesi nousee tiheämmän suolaveden päälle. Merivesi syöksyy jokisuistoon ulosvirtaavan jokiveden alla työntäen tiensä ylävirtaan pohjaa pitkin.
usein, kuten Fraser-joessa, tämä tapahtuu äkillisellä suolarintamalla. Koko tällainen etu, suolapitoisuus (suolapitoisuus) ja tiheys voivat muuttua oceanic raittiiseen vain muutamia kymmeniä metrejä vaakatasossa ja mahdollisimman vähän metriä pystysuunnassa.,
Mukana näissä vahva suolapitoisuus ja tiheys kaltevuudet ovat suuria pystysuora muutokset nykyinen suunta ja voimakkuus. Et voi nähdä näitä ravistelemalla vedet pinnasta, mutta kalastaja voi löytää, että hänen net vie elää omaa elämäänsä, kun hän laskee sen näennäisesti tyyni vesi.
Plinius Vanhempi, totesi Roomalainen luonnontutkija, senaattori, ja komentaja Keisarillisen Laivaston 1. vuosisadalla jkr, havaittiin tämä erikoinen käyttäytyminen kalastajien’ nets Bosporin Salmen, lähellä Istanbul., Plinius päätellä, että pinta-ja pohja virtaukset olivat virtaavat vastakkaisiin suuntiin, ja hän antoi ensimmäinen kirjallinen dokumentointi siitä, mitä me nyt kutsumme ”suisto liikkeeseen.”
suolaisen veden tunkeutuminen
vastakkaiset makean ja suolaisen veden virrat virtaavat joskus sujuvasti, yksi ylitse muiden. Mutta kun nopeusero saavuttaa tietyn kynnyksen, seurauksena on voimakasta turbulenssia ja suola ja makea vesi sekoittuvat., Vuorovesi virtaukset, jotka toimivat itsenäisesti suisto verenkiertoa, lisää myös turbulenssia, sekoittamalla suolaa ja makean veden tuottamiseen murtovesi suistoon.
Fraser-Joen, tämä kierto on vain hyvin lyhyt ja energinen edestä vyöhyke lähellä suuta, joskus vain muutama sata metriä pitkä. Muissa suistoissa, kuten San Francisco Bay, Chesapeake Bay, tai Hudson-Joelle, suola edessä ja mukana suisto liikkeeseen laajentaa sisämaan monta kilometriä.,
maanpuoleinen tunkeutumisen suolaa on huolellisesti seurata insinöörit, koska mahdolliset seuraukset vettä tarvikkeita, jos suolaa tunkeutumisen ulottuu liian pitkälle. Esimerkiksi Poughkeepsie, NY, 60 km pohjoiseen suulla Hudson-Joen, riippuu joen sen juomaveden. Karkeasti kerran vuosikymmenessä kuivuusolosuhteet aiheuttavat suolan tunkeutumisen lähestymään Poughkeepsie makeanveden saantia. Edellisen kerran näin kävi, vuonna 1995 padoista jouduttiin valuttamaan ylimääräistä vettä ylävirtaan, jotta suolarintamasta ei tulisi kansanterveydellistä vaaraa.,
estuaarien elinehto
Estuaarikierto palvelee arvokasta, ekologista funktiota. Jatkuva virtaus pohja tarjoaa tehokkaan ilmanvaihtojärjestelmän, piirustus uusi valtamerien veden heitto-ja murtovesi. Jos se ei olisi tämä luonnollinen ”huuhtelu” prosessi, vesillä suiston olisi tullut pysähtynyt, saasteet kerääntyvät, ja happi olisi loppunut.
tämä kiertojärjestelmä johtaa uskomattomaan ekologiseen tuottavuuteen. Ravinteita ja liuennutta happea kertyy jatkuvasti merestä, ja jätteet karkottuvat pintavesiin., Tämä pumppaustoiminto johtaa mikroskooppisten kasvien (tutkijat kutsuvat sitä ”alkutuotannoksi”) korkeimpiin kasvulukuihin missä tahansa meriympäristössä. Tämä vilisee väestöstä plankton tarjoaa pohjan monipuolinen ja arvokas ravintoverkkojen, ruokkii kasvua jotkut meidän arvokkain kala, linnut ja nisäkkäät—lohi, meriahven, suuri sininen harmaahaikara, kalju kotkia, hylkeitä ja saukkoja, muutamia mainitakseni.
elinvoiman liikkeeseen riippuu osittain tarjonnan joen vesi työntää suolaa vettä takaisin., San Francisco Bay area on tullut keskus polemiikkia viime vuosina, koska on olemassa monia etuja kilpailevat makean veden virtaa Bay—pääasiassa maatalouden ja kaupunkien vesihuolto ulottuu Etelä-Kaliforniassa. Ympäristönsuojelijat ovat päättäneet, että San Franciscon Lahden pitäisi saada ”osuutensa” makean veden tulevan Sacramento-San Joachim delta, sillä suurin makean veden luontotyyppejä alueella ovat erityisen alttiita suolaa tunkeutumisen.,
Suisto liikkeeseen vaikuttaa myös vuorovesi, vahvempi vuorovesi yleensä parantaa vaihtoa ja parantaa ekologista toimintaa. Esimerkiksi Hudsonin estuaari on vuorovesi 153 kilometriä sisämaassa Troijaan N. Y. Algonquin-intiaanit kutsuivat jokea Mohikaanitukiksi, ” joeksi, joka virtaa molempiin suuntiin.”
Mucking up the system
Estuaareilla on ongelmansa. Jotkut ovat itse aiheutettuja; jotkut johtuvat Ihmisasutuksen väärinkäytöksistä.
suiston, jossa kaikki sen dynaaminen liikutukset, on yksi ominaisuus, joka edistää sen omaa tuhoa: Se sedimentin ansoja., Kun jokeen tulee suspendoitunutta mutaa ja kiintoainetta, ne kohtaavat suolarintaman. Toisin kuin raikas vesi, joka kulkee ylös ja yli suolaliuosta kerros, sedimentin putoaa pois pintakerroksen tulee tiheämpi, suolaisempaa kerros vettä siirtymässä suistoon. Pudotessaan se jää loukkuun ja kerääntyy pohjalle. Hitaasti suisto kasvaa mutaisemmaksi ja mutaisemmaksi, matalammaksi ja matalammaksi.
Joskus suuri tulva työntää suolaa oikealle ulos suisto, kuljettaa sakkainen mukana., Sedimentin ydintä Hudson-Jokeen osoittavat, että sedimenttiä saattaa kertyä 10, 20, tai jopa 50 vuotta, vahvistetaan kerrosta joka vuosi, kuten puu renkaat. Mutta sitten hirmumyrsky tai iso Moottorikelkka tulvii jokeen, pyyhkii sedimenttikerrokset pois ja lähettää mudan merelle.
sedimenttilaskeuman ”episodimainen” käyttäytyminen on hyvä uutinen ja huono uutinen. Se on hyvä, sillä iso myrsky voi estää suistoa nousemasta liian matalaksi liian nopeasti. Itse asiassa näyttää siltä, että viimeisten 6000 vuoden aikana suurten myrskyjen luonnollinen ruoppaus on säilyttänyt lähes jatkuvan vedensyvyyden Hudsonin suistossa.,
huono uutinen on, että sedimentin säilyttää ”muisti” kaikki epäpuhtaudet, jotka ovat läpi vuosien. Ympäristölainsäädäntö on nyt paljon tiukempi kuin 50 vuotta sitten, ja olemme lakanneet käyttämästä monia kemikaaleja, jotka vahingoittavat ympäristöä. Esimerkiksi polyklooratut bifenyylit (PCB) kiellettiin 1970-luvulla, koska niiden osoitettiin olevan myrkyllisiä kaloille ja villieläimille sekä niitä kuluttaville ihmisille., Silti meillä on edelleen kontaminaatio-ongelma Hudson ja muut joet, koska Pcb-yhdisteet ovat hitaasti rappeutuminen, ja jokainen uusi tulva remobilizes nämä ”legacy” epäpuhtaudet ja pidentää altistumista.
Trickle-down effects
miljardeja dollareita käytetään nyt teollisen saastumisen saastuttamien amerikkalaisten suistojen puhdistamiseen. Esimerkiksi Bostonissa Bostonin sataman pelastamiseksi luotu uusi jätevesijärjestelmä maksoi veronmaksajille noin 5 miljardia dollaria. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston Superfund-ohjelma kerää ja käyttää miljardeja dollareita lisää suistojen kunnostamiseen.,
usein korjausstrategiat ovat monimutkaisia ja kiistanalaisia. Kun kyseessä on Hudson-Joen, on kiivasta keskustelua siitä, onko PCB-saastuneet sedimentit on poistettava—ruopattu high-tech menetelmiä, jotka teoriassa minimoida ympäristöhaittoja—tai jätettiin paikalleen. Että keskustelu kääntyy päälle episodimainen myrsky ilmiö: Ovat saastuneet sedimentit on pysyä, tai he voisivat saada nostatti, kun seuraava hurrikaani pesee läpi Hudson Valley?
Syrjään siivous aloitteita, osat Hudson täytyy olla ruopattu navigointiin., Ruoppaus ei ole niin kallista tai vaikeaa, mutta saastuneiden sedimenttien sijoittelupaikan löytäminen on ongelma. New Yorkin satama on tankannut hylättyjä Pennsylvanian hiilikaivoksia saastuneella mudallaan, mutta se ei ole pitkäaikainen ratkaisu.
vaikka amerikkalaisten suistojen ongelmat ovat monimutkaisia ja kalliita, ne kalpenevat aasialaisiin suistoihin verrattuna. Koko Bangladeshin kansa sijaitsee Ganges-Brahmaputra-joen suiston ja alajuoksun sisäpuolella., Muut Aasian joet, kuten Mekong, Chiang Jiang (tai Yangtze), ja Huang Ho (tai Keltainen Joki) ovat täynnä ja kireät mennessä keskittynyt asutusta. Maailmanlaajuinen merenpinnan nousu aiheuttaa maan menetystä, tulvien lisääntymistä ja suolojen tunkeutumista näihin suistoihin.
veden kysyntä ylävirtaan kasteluun ja kotikäyttöön vähentää merkittävästi makean veden virtausta näiden järjestelmien läpi., Indus-Joen ja Huang Ho jokisuistot ovat kärsineet rajuja vähennyksiä makean veden virtaus viime useita vuosikymmeniä, ja vaikutus näiden ihmisten muutoksia on nyt tunnustettu. Uusia politiikkoja siitä, maankäyttö, veden kulkeutumisen, ja jopa maailmanlaajuiseen hiilidioksidin tuotanto (joka vaikuttaa ilmaston lämpeneminen ja merenpinnan nousu) on tarpeen suojella näitä haavoittuvia jokisuistoissa ja niiden asukasta.,
herättää uusia ideoita
Yksi haasteista suisto research on, että useimmat merkittävät ongelmat ovat monitieteisiä, joissa fysiikka, biologia, kemia, geologia, ja usein julkisen politiikan ja taloustieteen. Suistot ovat myös uskomattoman monipuolisia, tulossa kaiken muotoisia ja kokoisia. Silti tutkijat ovat jatkuvasti kiistäneet julkisten päättäjien yleistää tuloksia tutkimuksista yksi suisto ja soveltaa niitä muun maailman suistot.,
tutkijoina yksi tehtävistämme on ennustaa ympäristön muutoksia ottaen huomioon erilaiset luonnolliset ja ihmisen aiheuttamat vaikutukset. Estuaarien terveyden ennakoimiseksi tulevaisuudessa meillä on joitakin perustavanlaatuisia kysymyksiä, joihin meidän on vastattava nykyhetkestä ja menneisyydestä. Kuinka pitkälle suola tunkeutuu, jos joen virtaus katkeaa kahtia? Lisääntyvätkö tai laskevatko joen virtaaman muutokset nopeutta, jolla sedimentit mataloittavat suiston? Miten tällaiset muutokset vaikuttavat makeassa vedessä kuteviin kaloihin?
oppimamme on ratkaisevan tärkeää ihmisväestölle, joka arvostaa yhä enemmän rannikkovesiä., Tarvitsemme tervettä julkista politiikkaa rannikkotulvien haavoittuvuuden vähentämiseksi ja juomaveden, ruokavarojen ja joidenkin maailman tärkeimpien elinympäristöjen suojelemiseksi. Me kehitämme parempia politiikkoja vain, jos voimme perustaa ne parempaan tieteeseen.