leii de mare se opresc din muget și alunecă, unul câte unul, de pe dig în apa mocha-brună a râului Fraser, lângă Vancouver, Columbia Britanică. Suprafața apei este netedă, cu excepția unei linii de valuri care se mișcă încet în amonte. Leii de mare par să știe că suprafața calmă contrazice turbulențele de dedesubt.,valul tocmai s-a transformat, iar o limbă de apă sărată se târăște mai întâi, apoi galopează, înapoi în Fraser la doar câteva ore după ce a fost expulzat de o ieșire puternică în timpul refluxului anterior. Deși suprafața pare calmă, intersecția subacvatică a apei proaspete și sărate se învârte cu vârtejuri turbulente la fel de puternice ca oricare din ocean. Confuzia apei învolburate și a sedimentelor suspendate dezorientează somonul legat de casă, oferind o sărbătoare ușoară pentru leii de mare.nu toate râurile se termină la fel de dramatic ca Fraserul., Dar amestecarea fluxurilor de apă dulce și a râurilor cu mareele oceanice sărate într—un corp de apă parțial închis—oamenii de știință naturali îl numesc estuar-alimentează unele dintre cele mai productive ecosisteme de pe Pământ și, de asemenea, unele dintre cele mai vulnerabile.cu mult înainte de apariția civilizației, oamenii timpurii au recunoscut recompensa estuarului și au făcut din aceste regiuni un punct focal pentru locuirea umană. Din păcate, supradezvoltarea, utilizarea slabă a terenurilor și secole de contaminare industrială au afectat majoritatea estuarelor., Boston Harbor, San Francisco Bay și râul Hudson sunt copii poster pentru degradarea mediului.cu toate acestea, există speranță. Estuarele sunt granițele dintre sare-și medii de apă dulce, și acestea sunt incredibil de diverse atât biologic cât și fizic. Diversitatea și energia ridicată a ecosistemului fac estuarele remarcabil de rezistente. Cu o mai bună înțelegere a acestor sisteme, putem inversa declinul lor și putem restabili bogăția ecologică a acestor medii valoroase, deși noroioase.
cum funcționează un estuar?,din punctul de vedere al fizicianului, diferența de densitate dintre apa proaspătă și cea sărată face ca estuarele să fie interesante. Când apa râului întâlnește apa de mare, apa dulce mai ușoară se ridică și peste apa sărată mai densă. Apa de mare se varsă în estuar sub apa râului care curge, împingându-și drumul în amonte de-a lungul fundului.adesea, ca și în râul Fraser, acest lucru se întâmplă la un front brusc de sare. Pe un astfel de front, conținutul de sare (salinitatea) și densitatea se pot schimba de la oceanic la proaspăt în doar câteva zeci de metri orizontal și la fel de puțin ca un metru vertical.,care însoțesc aceste gradienți puternici de salinitate și densitate sunt schimbări verticale mari în direcția și rezistența curentului. Nu puteți vedea aceste ape turbionare de la suprafață, dar un pescar poate constata că plasa lui își ia o viață proprie atunci când o coboară în apă aparent placidă.Pliniu cel Bătrân, cunoscutul naturalist Roman, senator și comandant al flotei imperiale în secolul I d.hr., a observat acest comportament ciudat al plaselor pescarilor în strâmtoarea Bosfor, lângă Istanbul., Pliniu a dedus că curenții de suprafață și de fund curgeau în direcții opuse și a furnizat prima documentație scrisă a ceea ce numim acum „circulația estuarină”.”
intruziunea apei sărate
fluxurile de apă proaspătă și de apă sărată opuse curg uneori lin, unul deasupra celuilalt. Dar când diferența de viteză atinge un anumit prag, rezultă turbulențe viguroase, iar sarea și apa dulce sunt amestecate., Curenții de maree, care acționează independent de circulația estuarină, adaugă, de asemenea, turbulenței, amestecând sarea și apele dulci pentru a produce apă salmastră în estuar.în râul Fraser, această circulație este limitată la o zonă frontală foarte scurtă și energică în apropierea gurii, uneori doar câteva sute de metri lungime. În alte estuare, cum ar fi Golful San Francisco, Golful Chesapeake sau Râul Hudson, frontul de sare și circulația estuarină însoțitoare se extind spre interior pe mai multe mile.,intruziunea către uscat a sării este monitorizată cu atenție de către ingineri din cauza consecințelor potențiale asupra aprovizionării cu apă dacă intruziunea sării se extinde prea departe. De exemplu, orașul Poughkeepsie, NY, la 60 de mile nord de gura râului Hudson, depinde de râu pentru apa sa potabilă. Aproximativ o dată pe deceniu, condițiile de secetă determină intruziunea sării să se apropie de aportul de Apă Dulce Poughkeepsie. Ultima dată când s-a întâmplat acest lucru, în 1995, a trebuit să se varsă apă suplimentară din barajele din amonte pentru a împiedica frontul de sare să devină un pericol pentru sănătatea publică.,
sângele de viață al estuarelor
circulația Estuarină servește o funcție valoroasă, ecologică. Fluxul continuu de fund asigură un sistem eficient de ventilație, care atrage apă oceanică nouă și expulzează apa salmastră. Dacă nu ar fi fost acest proces natural de „spălare”, apele estuarului ar deveni stagnante, poluarea s-ar acumula și oxigenul ar fi epuizat.acest sistem de circulație duce la o productivitate ecologică incredibilă. Nutrienții și oxigenul dizolvat sunt aprovizionați continuu din ocean, iar deșeurile sunt expulzate în apele de suprafață., Această acțiune de pompare duce la unele dintre cele mai mari rate de creștere a plantelor microscopice (cercetătorii o numesc „producție primară”) în orice mediu marin. Această populație plină de plancton oferă o bază pentru pânze alimentare diverse și valoroase, alimentând creșterea unora dintre cei mai apreciați pești, păsări și mamifere—somon, bas dungat, heron albastru mare, vulturi pleșuvi, sigilii și vidre, pentru a numi câteva.vigoarea circulației depinde în parte de alimentarea cu apă a râului pentru a împinge apa sărată înapoi., San Francisco Bay area a devenit un centru de controverse în ultimii ani, deoarece există multe interese care concurează pentru apa dulce care curge în golf—în principal agricultura și aprovizionarea cu apă urbană care se extinde în California de Sud. Ecologiștii sunt hotărâți că Golful San Francisco ar trebui să obțină „partea sa” din apa dulce provenind din Delta Sacramento-San Joachim, deoarece habitatele vaste de apă dulce din regiune sunt deosebit de vulnerabile la intruziunea sării.,circulația Estuarină este, de asemenea, afectată de maree; mareele mai puternice îmbunătățesc în general schimbul și îmbunătățesc funcția ecologică a sistemului. Hudson estuar ,de exemplu, este maree pentru 153 mile interioare la Troia, NY indienii Algonquin numit Râul Mohicanituk, ” râul care curge în ambele sensuri.”
Mucking sistemul
estuarele au problemele lor. Unele sunt auto-provocate; unele sunt cauzate de abuzurile de locuire umană.un estuar, cu toate agitațiile sale dinamice, are un atribut care promovează propria distrugere: captează sedimentele., Când noroiul suspendat și solidele dintr-un râu intră în estuar, întâlnesc frontul de sare. Spre deosebire de apa dulce, care se deplasează în sus și peste stratul salin, sedimentul cade din stratul de suprafață în stratul mai dens și mai sărat de apă care se deplasează în estuar. Pe măsură ce scade, devine prins și se acumulează pe fund. Încet, estuarul devine mai noroios și mai noroios, mai puțin adânc și mai puțin adânc.ocazional, o inundație majoră va împinge sarea chiar din estuar, transportând sedimentul noroios împreună cu acesta., Miezurile de sedimente din râul Hudson indică faptul că sedimentele se pot acumula timp de 10, 20 sau chiar 50 de ani, așezând straturi în fiecare an ca inele de copaci. Dar apoi un uragan sau o topire mare de zăpadă inundă râul, șterge straturile de sedimente și trimite noroiul în mare.comportamentul „episodic” al depunerii sedimentelor este o veste bună și o veste proastă. Este bine, deoarece o furtună mare poate păstra un estuar de la obtinerea prea superficial prea repede. De fapt, se pare că în ultimii 6.000 de ani, dragarea naturală de furtuni mari a menținut o adâncime aproape constantă a apei în estuarul Hudson.,vestea proastă este că sedimentul păstrează o „amintire” a tuturor contaminanților care au trecut prin ea de-a lungul anilor. Reglementările de mediu sunt mult mai stricte acum decât erau acum 50 de ani și am încetat să mai folosim multe substanțe chimice care fac rău mediului. De exemplu, bifenilii policlorurați (PCB) au fost interzise în anii 1970, deoarece s-au dovedit a fi toxici pentru pești și animale sălbatice și pentru oamenii care le consumă., Cu toate acestea, avem încă o problemă de contaminare în Hudson și în alte râuri, deoarece PCB-urile se descompun lent și fiecare nouă inundație remobilizează acești contaminanți „moșteniți” și prelungește expunerea noastră.
efecte de scădere
miliarde de dolari sunt acum cheltuite pentru curățarea estuarelor americane contaminate de poluarea industrială. În Boston, de exemplu, noul sistem de canalizare creat pentru a salva portul Boston a costat contribuabilii aproximativ 5 miliarde de dolari. Programul Superfund al Agenției pentru Protecția Mediului din SUA colectează și cheltuiește miliarde de dolari mai mult pentru remedierea estuarelor.,adesea strategiile de remediere sunt complexe și controversate. În cazul râului Hudson, există o dezbatere aprinsă cu privire la eliminarea sedimentelor contaminate cu PCB-dragate cu metode de înaltă tehnologie care minimizează teoretic daunele aduse mediului—sau lăsate netulburate. Această dezbatere pivotează asupra fenomenului furtunii episodice: sedimentele contaminate trebuie să rămână acolo sau ar putea fi agitate când următorul uragan se spală prin Valea Hudson?în afară de inițiativele de curățare, părți ale Hudson trebuie să fie dragate în scopuri de navigație., Dragarea nu este atât de costisitoare sau dificilă, dar găsirea unui loc pentru a pune sedimente contaminate este o problemă. Portul New York a umplut minele de cărbune abandonate din Pennsylvania cu noroiul contaminat, dar aceasta nu este o soluție pe termen lung.în timp ce problemele estuarelor americane sunt complicate și costisitoare, ele pălesc în comparație cu estuarele asiatice. Întreaga națiune din Bangladesh se află în estuarul și Lunca inferioară a râului Gange-Brahmaputra., Alte râuri asiatice, cum ar fi Mekong, Chiang Jiang (sau Yangtze) și Huang Ho (sau Râul Galben) sunt aglomerate și tensionate de așezări umane concentrate. Creșterea globală a nivelului mării cauzează o pierdere de pământ, inundații crescute și o intruziune crescută a sării în aceste estuare.cererea de apă în amonte pentru irigații și uz casnic reduce semnificativ fluxul de apă dulce prin aceste sisteme., Râul Indus și estuarele Huang Ho au suferit de reduceri drastice ale fluxului de apă dulce în ultimele decenii, iar impactul acestor modificări umane este acum recunoscut. Vor fi necesare noi politici privind utilizarea terenurilor, deturnarea apei și chiar producția globală de dioxid de carbon (care afectează încălzirea globală și creșterea nivelului mării) pentru a proteja aceste medii estuarine vulnerabile și locuitorii lor umani.,una dintre provocările cercetării estuarine este că majoritatea problemelor semnificative sunt interdisciplinare, implicând fizica, biologia, chimia, geologia și, adesea, politica publică și economia. Estuarele sunt, de asemenea, incredibil de diverse, venind în toate formele și dimensiunile. Cu toate acestea, oamenii de știință sunt provocați continuu de către factorii de decizie publică să generalizeze rezultatele noastre din studiile unui estuar și să le aplice restului estuarelor lumii.,ca oameni de știință, unul dintre rolurile noastre este de a prezice schimbări în mediul înconjurător, având în vedere diferite influențe naturale și induse de om. Pentru a prevedea sănătatea estuarelor în viitor, avem câteva întrebări fundamentale pentru a răspunde despre prezent și trecut. Cât de departe va interveni sarea dacă debitul râului este tăiat la jumătate? Modificările debitului râului cresc sau scad rata la care sedimentele se varsă în estuar? Ce efect au astfel de schimbări asupra peștilor care se înmulțesc în apă dulce?ceea ce învățăm va fi esențial pentru o populație umană care apreciază din ce în ce mai mult apele de coastă., Avem nevoie de o politică publică solidă pentru a reduce vulnerabilitatea la inundațiile de coastă și pentru a proteja apa potabilă, aprovizionarea cu alimente și unele dintre cele mai importante habitate din lume. Vom dezvolta politici mai bune doar dacă le putem fundamenta într-o știință mai bună.