När temperaturerna stiger i början av september är det tydligt att Colorados somrar varar längre. De börjar också tidigare, med fjällsnö som smälter bort i maj istället för i juni.

När våren utvecklas till sommar varje år på Niwot Ridge, strax norr om Nederland, ger snödrivorna plats för små buskar och färgglada lavar på denna exponerade tundra, som liknar ett korallrev på 10 000 fot över havet. En del av landskapet kommer också snart att täckas av vad som mer ser ut som högar av chokladglass.

Under de senaste fem åren har ett litet team av forskarassistenter och volontärer vandrat uppför Niwot Ridge i slutet av maj för att skapa förutsättningar för ett unikt experiment där de sprider 5 000 pund svart sand över delar av det återstående snöpacket.

Deras mål? Att simulera de inte så avlägset framtida effekterna av en värmande planet på alpina ekosystem. Forskare vill veta vad som kan hända när fjällsnöpackningar smälter tidigare och sommaren varar längre varje år på grund av stigande temperaturer från klimatförändringar.

"Vi ser en stor påverkan av dessa längre somrar. När saker värms upp och smälter ut tidigare verkar det vara år som verkligen påverkar systemet - växterna, pikas och vattenkvaliteten", säger Katharine Suding, ledande utredare av projektet, och professor i utmärkelse vid institutionen för ekologi och evolutionsbiologi och Institutet för arktisk och alpin forskning (INSTAAR). "Och det bästa sättet att ta reda på vad som kan hända i framtiden är att testa det."

Sudings team använder enkel, billig och miljövänlig sand för att naturligt locka till sig mer solljus, värma upp snö och smälta den snabbare. Den är gjord av samma glasartade kiseldioxidpartiklar som används i eldstäder och askfat.

Varje säsong sprider teamet sanden ovanpå snön på fem testplatser över åsen, och lämnar lite snö bredvid den orörd. Under hela sommaren kör dussintals doktorander, volontärer och fakulteter jordsensorer, samlar in växtlighet och samlar in data om pollinatörer för att se vilka typer av förändringar, om några, snösmältningen tidigare orsakar på tundran under.

Projektet är bara ett av dussintals forskningsprojekt som genomförs av CU Boulder-forskare och partnerinstitutioner vid den hundra gamla bergsforskningsstationen. Insatsen är också en del av Niwots långsiktiga ekologiska forskningsprogram.

"Det är ett ganska ambitiöst projekt", säger Jennifer Morse, klimattekniker vid Mountain Research Station, som övervakar utförandet av experiment som det här.

Simulerar tidig snösmältning

Toppen snöpackning inträffar vanligtvis runt slutet av maj eller början av juni, även om det till en början kan tyckas vara en felaktig benämning. Medan snön fortfarande ligger meter djup på vissa ställen och kräver snöskor eller skidor för att korsa, på andra är den redan borta. Målet är att applicera sanden när snön inte längre samlas och istället börjar smälta, så att sanden de applicerar inte täcks av ytterligare snöfall.

Denna tajming ger en formidabel bedrift. Att dra 5 000 pund sand uppför berget på senvåren kräver användning av ett nyttofordon (UTV) med snötramper, eftersom vindpinade och smältande snöhögar längs vägen från stationen till platserna skulle visa sig omöjligt för ett vanligt fordon.

När forskarna har ridit eller åkt skidor uppför åsen besöker de var och en av de fem testplatserna under några dagar. De samlar först in snödjupsmätningar med fasta intervaller på båda sidor av varje testplan, vilket de kommer att göra varannan vecka tills snön smälter helt.

Forskarna tar sedan upp 50-pundssäckar med svart sand ur de stora kärl som används för att transportera dem till åsen. De placerar sig längs kanterna på ena halvan av testplanen och ser till att inte kliva in i den. Sedan kastar de med stor entusiasm en handfull sand upp i luften och ut på snön. När den landar, bäddas den in i de vita, blöta prylarna som svarta godisströssel. De arbetar runt tomten för att tömma 10 påsar med sand - 500 pund per tomt - för att skapa en gigantisk rektangel som liknar en bergsstor balja med kakor och grädde.

Metoden efterliknar ett naturfenomen, eftersom dammstormar ibland blåser ett fint lager av damm eller sand ovanpå snön i bergen, vilket gör att det smälter snabbare. Men allt är gjort för hand för det här experimentet, och det är hårt arbete att släpa runt tunga påsar med sand – särskilt på 10 000 fot över havet.

"Även en enkel sak här uppe är svår", sa Samuel Yevak, professionell forskningsassistent och Limnology Field Lead vid Niwot Ridge Long Term Ecological Research (LTER), medan han ledde appliceringen av blank sand till flera testområden den 17 maj 2022 .

Under de kommande månaderna eller två smälter snön på båda sidor av tomten — men sidan med den svarta sanden smälter mycket snabbare. Redan en vecka senare hade sidan med den svarta sanden på en av de sydostvända tomterna nästan försvunnit i mitten av maj.

"Vit reflekterar mer ljus och de mörkare färgerna absorberar mer ljus, så sanden sprids ovanpå kommer att få snön att smälta snabbare, vilket simulerar tidig snösmältning. Detta hjälper oss att tänka på klimatuppvärmningen och vart vi är på väg i framtid", sa Yevak. "Vi kommer sannolikt att se mer och mer tidig snösmältning."

När all snö smälter på båda sidor, sprider de en lika stor mängd sand (ytterligare 500 pund) på kontrollsidan av tomten för att eliminera eventuella effekter av själva sanden på deras datainsamling.

Årtidernas växlande hastighet

Suding hoppas på att bättre förstå hur denna ökning av snösmältningshastigheten påverkar växtligheten under, jorden och vattnet nedströms. Hon ser redan några små förändringar.

"Växtsäsongen börjar tidigare, saker grönskar upp snabbare och de har en längre period av tillväxt", sa Suding. "Men det andra intressanta som händer är att växterna stänger av tidigare. Vad vi tror händer är att jordar torkar ut tidigare, och det är fuktstress som avslutar växtsäsongen. Så vi går framåt i början av säsongen. , men det påverkar också slutet av sommaren."

Experimentet med svart sand kommer att pågå i två eller tre år till, tills sanden ackumuleras tillräckligt mycket för att det skulle kunna påverka datainsamlingen. Men arbetet kommer att leva vidare genom nästa experiment som Suding och andra vid bergsforskningsstationen använder för att svara på frågorna som uppstår från detta arbete. Experimentet kommer också att hjälpa dem som bor nedströms, inklusive staden Boulder och dess vattenavdelning.

"Den tidigare utsmältningen på Niwot Ridge påverkar mängden vatten som Boulder tar emot och vattenkvaliteten", sa Suding.

Eftersom det är ett av de mest biologiska mångfaldsområdena i Boulder County, kan en förståelse för förändringar i Niwot Ridge-ekosystemet hjälpa Rocky Mountain National Park att hantera sina naturresurser i norr och till och med informera urbana grupper som Denver Botanical Society i decennier framöver.

"Många av våra partners vill fatta evidensbaserade beslut i hur de hanterar sina naturresurser", säger Suding. + Utforska vidare

Efter skogsbränder kan brända träd störa vattenförsörjningen