az oroszlánfókák megállnak, és egyenként lecsúsznak a mólóról a Fraser folyó Mokka-barna vízébe, Vancouver közelében, Brit Columbia. A víz felülete sima, kivéve a lassan felfelé mozgó hullámokat. A tengeri oroszlánok úgy tűnik, hogy tudják,hogy a nyugodt felület belies zűrzavar alatt.,
az árapály éppen megfordult, és a sós víz nyelve először kúszik, majd vágtat, néhány órával azután, hogy az előző Eb alatt erős kiáramlás kiűzte a Fraserbe. Bár a felszín nyugodtnak tűnik,a friss és sós víz víz víz alatti metszéspontja olyan erős, mint az óceánban. A kavargó víz és a felfüggesztett üledékek zavartsága megzavarja a háziasított lazacot, ami könnyű lakomát biztosít az oroszlánfókáknak.
nem minden folyó ér véget olyan drámai módon, mint a Fraser., De a keverés édesvízi patakok, a folyók, a sós óceáni árapály egy részben zárt víz természetes tudósok hívják egy öböl—üzemanyagok néhány legtermékenyebb ökoszisztémák a Föld is, a legkiszolgáltatottabb.
jóval a civilizáció megjelenése előtt a korai emberek felismerték a torkolat fejpénzét, és ezeket a régiókat az emberi lakóhely fókuszpontjává tették. Sajnos a túlfejlesztés, a rossz földhasználat és az évszázados ipari szennyezettség a legtöbb torkolaton ártott., A bostoni kikötő, a San Francisco-öböl és a Hudson-folyó a környezetszennyezés ellen tiltakoznak.
mégis van remény. A torkolatok a só-és édesvízi környezet határai, és hihetetlenül változatosak mind biológiailag, mind fizikailag. Az ökoszisztéma sokfélesége és nagy energiája rendkívül ellenállóvá teszi a torkolatokat. Ezeknek a rendszereknek a jobb megértésével visszafordíthatjuk hanyatlásukat, és helyreállíthatjuk ezen értékes, bár sáros környezetek ökológiai gazdagságát.
hogyan működik a torkolat?,
fizikus szempontból a friss és a sós víz közötti sűrűségkülönbség teszi érdekessé a torkolatokat. Amikor a folyóvíz találkozik a tengervízzel, a könnyebb édesvíz a sűrűbb sós víz fölé emelkedik. Tengervíz orrok a torkolat alatt a kiáramló folyó víz, nyomja az utat felfelé az alján.
gyakran, mint a Fraser-folyóban, ez hirtelen sófronton fordul elő. Egy ilyen front mentén a sótartalom (sótartalom) és a sűrűség akár néhány tíz méter vízszintesen, akár egy méter függőlegesen is változhat óceánról frissre.,
ezek az erős sótartalom és sűrűség gradiensek az aktuális irány és erő nagy függőleges változásait jelentik. Nem látja ezeket a kavargó vizeket a felszínről, de egy halász úgy találja, hogy a hálója saját életét veszi fel, amikor látszólag nyugodt vízbe csökkenti.
Idősebb Plinius, a neves római természettudós, szenátor, a császári flotta parancsnoka az I.E. 1. században megfigyelte a halászhálók sajátos viselkedését a Boszporusz-szorosban, Isztambul közelében., Plinius arra következtetett, hogy a felszíni és az alsó áramlatok ellentétes irányban áramlanak, és ő adta az első írásos dokumentációt arról, amit ma “torkolati keringésnek” nevezünk.”
Sósvízi behatolás
a szembenálló friss és sós vízfolyások néha simán áramlanak, egymás felett. De amikor a sebességkülönbség elér egy bizonyos küszöböt, erőteljes turbulencia alakul ki, és a só és az édesvíz keveredik., Apály-dagály, amely önállóan a torkolati forgalomba is hozzá, hogy a turbulencia, összekeverjük a sóval, friss víz előállítására sós víz a torkolata.
a Fraser folyóban ez a keringés egy nagyon rövid és energikus frontális zónára korlátozódik a száj közelében, néha csak több száz méter hosszú. Más torkolatoknál, mint például a San Francisco-öböl, a Chesapeake-öböl vagy a Hudson-folyó, a sófront és a kísérő torkolati keringés sok mérföldön át szárazföldön terjed.,
a só szárazföldi behatolását a mérnökök gondosan ellenőrzik a vízellátásra gyakorolt lehetséges következmények miatt, ha a só behatolása túl messzire nyúlik. Például Poughkeepsie városa, N. Y., 60 mérföldre északra a Hudson folyó torkolatától, az ivóvíztől függ. Nagyjából évtizedenként egyszer, az aszály körülményei miatt a só behatolása megközelíti a Poughkeepsie édesvízi bevitelét. Ez legutóbb 1995-ben történt, amikor extra vizet kellett kiönteni az upstream gátakról, hogy a sófront ne váljon közegészségügyi veszélyessé.,
a torkolatok élővilága
a torkolati keringés értékes, ökológiai funkciót szolgál. A folyamatos alsó áramlás hatékony szellőztető rendszert biztosít, Új óceáni vizet vonva be és kiűzve a brakkvizet. Ha nem lenne ez a természetes “öblítési” folyamat, a torkolat vizei stagnálnának, a szennyezés felhalmozódna, az oxigén pedig kimerülne.
Ez a keringési rendszer hihetetlen ökológiai termelékenységhez vezet. A tápanyagokat és az oldott oxigént folyamatosan pótolják az óceánból,a hulladékokat pedig a felszíni vizekbe juttatják., Ez a szivattyúzási művelet a mikroszkopikus növények legmagasabb növekedési üteméhez vezet (a kutatók “elsődleges termelésnek” nevezik) bármely tengeri környezetben. A plankton e nyüzsgő populációja alapot nyújt a változatos és értékes táplálékláncokhoz, táplálva a legértékesebb halak, madarak és emlősök—lazac, csíkos sügér, nagy kék gém, kopasz sasok, fókák és vidrák-növekedését, hogy néhányat említsünk.
a keringés ereje részben a folyóvíz ellátásától függ, hogy a sós vizet vissza lehessen tolni., A San Francisco-öböl területe az utóbbi években a viták középpontjává vált, mivel sok érdek versenyez az öbölbe áramló édesvízért—elsősorban a mezőgazdaságért és a Dél-Kaliforniára kiterjedő városi vízellátásért. A környezetvédők megállapították, hogy a San Francisco-öbölnek “részesedést” kell szereznie a Sacramento-San Joachim-deltából származó édesvízből, mivel a régió hatalmas édesvízi élőhelyei különösen érzékenyek a só behatolására.,
a torkolati keringést az árapály is befolyásolja; az erősebb árapály általában fokozza a rendszer cseréjét és javítja az ökológiai funkciót. A Hudson torkolat, például, árapály 153 mérföld szárazföldön Troy, N. I. az Algonquin indiánok az úgynevezett folyó Mohicanituk, ” a folyó, hogy folyik mindkét irányban.”
Néhány saját magának okozott; néhány által okozott visszaélések az emberi lakóhely.
egy torkolat, minden dinamikus keverésével, egy olyan tulajdonsággal rendelkezik, amely elősegíti a saját pusztulását: csapdába ejti az üledéket., Amikor egy folyóból lebegő iszap és szilárd anyagok belépnek a torkolatba, találkoznak a sós fronttal. Az édesvízzel ellentétben, amely a sós réteg fölé emelkedik, az üledék a felszíni rétegből a sűrűbb, sósabb vízrétegbe esik, amely a torkolatba mozog. Ahogy esik, csapdába esik és felhalmozódik az alján. Lassan a torkolat egyre sárosabb és iszaposabb, sekélyebb és sekélyebb.
időnként egy nagy árvíz a sót közvetlenül a torkolatból tolja ki,ezzel együtt a sáros üledéket., A Hudson folyó üledékmagjai azt mutatják, hogy az üledék felhalmozódhat 10, 20, vagy akár 50 évek, évente rétegeket fektetve, mint a fa gyűrűk. De aztán egy hurrikán vagy egy nagy hóolvadás árasztja el a folyót, letörli az üledékrétegeket, és a sárt a tengerbe küldi.
az üledék lerakódásának “epizodikus” viselkedése jó és rossz hír. Jó, mert egy nagy vihar megakadályozhatja, hogy a torkolat túl gyorsan túl sekély legyen. Valójában úgy tűnik, hogy az elmúlt 6,000 években a nagy viharok természetes kotrása szinte állandó vízmélységet tartott fenn a Hudson-torkolatban.,
a rossz hír az, hogy az üledék megőrzi az évek során áthaladó összes szennyező anyag “emlékét”. A környezetvédelmi előírások most sokkal szigorúbbak, mint 50 évvel ezelőtt voltak, és már nem használunk sok olyan vegyi anyagot, amely pusztítást okoz a környezetben. Például a poliklórozott bifenileket (PCB-ket) az 1970-es években betiltották, mert kimutatták, hogy mérgezőek a halakra és a vadon élő állatokra, valamint az azokat fogyasztó emberekre., A Hudsonban és más folyókban azonban még mindig van egy szennyezési probléma, mert a PCB-k lassan bomlanak le, és minden új árvíz újramobilizálja ezeket az” örökölt ” szennyeződéseket, és meghosszabbítja az expozíciót.
csepegtető hatások
dollármilliárdokat költenek most az ipari szennyezéssel szennyezett Amerikai torkolatok tisztítására. Bostonban például a Boston Harbor megmentésére létrehozott új szennyvízcsatorna körülbelül 5 milliárd dollárba került az adófizetőknek. Az Amerikai Környezetvédelmi Ügynökség Superfund programja több milliárd dollárt gyűjt és költ a folyótorkolatok kármentesítésére.,
a kármentesítési stratégiák gyakran összetettek és ellentmondásosak. A Hudson River esetében heves vita folyik arról, hogy a PCB-vel szennyezett üledékeket el kell—e távolítani-olyan csúcstechnológiai módszerekkel kotrva, amelyek elméletileg minimalizálják a környezeti károkat—vagy zavartalanul maradnak. Ez a vita elfordul az epizodikus vihar jelenségről: maradnak-e ott a szennyezett üledékek, vagy felkavarodhatnak-e, amikor a következő hurrikán a Hudson-völgyön keresztül mos?
a takarítási kezdeményezések mellett a Hudson egyes részeit navigációs célokra is ki kell kotrni., A kotrás nem olyan költséges vagy nehéz, de problémát jelent a szennyezett üledékek elhelyezésének helye. New York kikötője szennyezett iszappal tölti fel az elhagyott Pennsylvaniai szénbányákat, de ez nem hosszú távú megoldás.
míg az amerikai torkolatok problémái bonyolultak és drágák, az ázsiai torkolatokhoz képest halványak. Banglades egész nemzete a Gangesz-Brahmaputra folyó torkolatában és alsó árterében fekszik., Más ázsiai folyók, mint a Mekong, Chiang Jiang (vagy Jangce), és Huang Ho (vagy sárga folyó) zsúfolt és feszült koncentrált emberi települések. A globális tengerszint-emelkedés a földek elvesztését, az árvizek fokozódását és a sóbevitel fokozódását okozza ezekben a folyótorkolatokban.
az öntözésre és háztartási felhasználásra szánt víz iránti igény jelentősen csökkenti az édesvíz áramlását ezeken a rendszereken keresztül., Az Indus folyó és a Huang Ho torkolatai az elmúlt évtizedekben az édesvízáramlás drasztikus csökkenésétől szenvedtek, és ezeknek az emberi változásoknak a hatását csak most ismerik fel. Új politikákra lesz szükség a földhasználattal, a víz elterelésével, sőt a globális szén-dioxid-termeléssel (amely befolyásolja a globális felmelegedést és a tengerszint emelkedését) kapcsolatban, hogy megvédjék ezeket a veszélyeztetett torkolati környezeteket és emberi lakóikat.,
az Esterházy-kutatás egyik kihívása, hogy a legtöbb jelentős probléma interdiszciplináris, a fizika, a biológia, a kémia, a geológia, és gyakran a közpolitika és a közgazdaságtan. Torkolatok is hihetetlenül változatos, jön minden formában, méretben. A tudósokat azonban a közpolitikai döntéshozók folyamatosan támadják, hogy általánosítsák az egyik torkolat tanulmányaiból származó eredményeinket, és alkalmazzák őket a világ többi folyótorkolatára.,
mint tudósok, az egyik szerepünk a környezeti változások előrejelzése, különböző természetes és emberi hatások miatt. Ahhoz, hogy előre láthassuk a folyótorkolatok egészségét a jövőben, alapvető kérdéseink vannak, amelyekre választ kell adnunk a jelenről és a múltról. Milyen messzire fog behatolni a só, ha a folyóáramot felére vágják? A folyami áramlásban bekövetkező változások növelik vagy csökkentik azt a sebességet, amellyel az üledékek a torkolatot cipelik? Milyen hatással vannak az ilyen változások az édesvízben ívó halakra?
amit megtanulunk, kritikus lesz egy olyan emberi populáció számára, amely egyre inkább értékeli a part menti vizeket., Szilárd közpolitikára van szükségünk a part menti árvizekkel szembeni sebezhetőség csökkentése, valamint az ivóvíz, az élelmiszer-ellátás és a világ legfontosabb élőhelyeinek védelme érdekében. Csak akkor fogunk jobb politikákat kidolgozni, ha jobb tudományba tudjuk alapozni őket.