Vad är volymen vatten i sjöar på jorden? Med hjälp av en matematisk analys, forskaren David Seekell, vid Umeå universitet, och hans amerikanska medarbetare föreslår nu att medeldjupet för sjöar är 30 procent lägre än tidigare uppskattat. Gruntare sjöar innebär mindre sötvatten och har konsekvenser för vår förståelse av klimatförändringar och koldioxidcykeln. Resultaten har publicerats i Geofysiska forskningsbrev .

"Våra uppskattningar mäter runt 190, 000 km ³ , vilket är en mycket liten mängd vatten. I jämförelse, havet innehåller 1,3 miljarder km ³ av vatten. Om vi ​​hällde vattnet från alla sjöar på jorden tillsammans i en stor sjö, sjöns medeldjup skulle vara 42 meter. Havets medeldjup är 3, 682 meter, " säger David Seekell, docent vid Institutionen för ekologi och miljövetenskap och Climate Impacts Research Centre (CIRC) vid Umeå universitet i Sverige.

En möjlig slutsats är om sjöar är grundare, de släpper ut mer metan i atmosfären än vad som tidigare uppskattats.

Att mäta volymen på sjöarna på jorden verkar som en enkel uppgift. Ändå, utmaningarna att genomföra en mätning på global skala är enorma. Satelliter kan mäta volymen av mycket stora sjöar, som till exempel Vättern i Sverige eller Lake Superior i USA och Kanada, men att mäta de tiotals miljoner små sjöar som är spridda över jordens yta kräver tidskrävande fältarbete. En vanlig metod är GPS-positionering och ekolod med båt. Forskaren är skyldig att ro runt på sjön tills han eller hon har samlat ett stort antal djup. Djupen och koordinaterna används senare för att bygga batymetriska kartor som volymen och medeldjupet kan härledas från. Tillvägagångssättet fungerar bra för små sjöar, men är dyrt på grund av den tidskrävande processen och endast ett litet antal sjöar kan kartläggas.

En modell i teorin

Än så länge, det har varit få uppskattningar av mängden färskvatten i sjöar på jorden, och de som finns varierar mycket och presenteras vanligtvis utan några data eller metoder.

"Vi bestämde oss för att använda ett teoridrivet tillvägagångssätt. Vi antog att jordens yta är självaffin. Detta betyder i princip att om du zoomade in och ut från ett tvärsnitt av jordens yta, de statistiska egenskaperna hos den vertikala topografin är förutsägbara baserat på en sträckningsfaktor, säger David Seekell.

Forskarna utvärderade sin modell med uppmätta volymer från tusentals sjöar från olika landskap. Presumtionerna visade sig vara korrekta och baserade på denna modell, forskarna kunde härleda ett teoretiskt förhållande mellan volym och area.

"Vi kunde använda modellen för att uppskatta den genomsnittliga volymen av sjöar vid varje given sjöyta, men också för variationer i volym av sjöar med samma yta. Med tanke på den totala sjöytan på jorden – som faktiskt kan registreras exakt med satellit, även för små sjöar – vi kunde nu uppskatta den totala volymen och bedöma osäkerheten i skattningen, säger David Seekell.

Forskargruppen bedömde att det finns 184, 000-199, 000 km ³ av sjövatten. Orsaken bakom variationen kan förklaras av hur sjöar räknas och hur deras yta mäts, särskilt de mindre.

Majoriteten av sjövattnet kan hittas i några mycket stora sjöar som Kaspiska havet, Lake Superior, och Bajkalsjön. Faktiskt, cirka 80 procent av sjövattnet finns bara i de 20 största sjöarna.

En knapp naturresurs

Kvaliteten och kvantiteten på sjövatten kan snabbt förändras på grund av mänskliga aktiviteter. Till exempel, i vissa regioner har många dammar och reservoarer byggts för prydnadsändamål, för bevattning, att generera el, eller för att lagra dricksvatten, vilket ökar mängden sötvatten.

Å andra sidan, några stora sjöar har torkat och försvunnit. Till exempel, Lake Poopo i Bolivia hade tidigare en yta på cirka 3, 000 km ² och var en av de största sjöarna i Bolivia. På grund av klimatförändringar och vattenomläggningar för jordbruksproduktion, det finns nästan inget vatten kvar, som i hög grad påverkar lokalsamhället. En mycket liknande historia kan berättas om Aralsjön – en gång den fjärde största sjön på jorden – där klimatförändringar och vattenavledningar för jordbruk har lämnat bara en liten bråkdel av dess tidigare yta.

Det är inte bara kvantiteten som är av stor oro för tillfället. Vattenkvaliteten på de största sjöarna på jorden kan utsättas för försämring på grund av mänsklig verksamhet. Till exempel, Lake Erie i USA och Kanada med en yta på cirka 25, 667 km ² har utsatts för näringsföroreningar och skadliga algblomningar. Detta har gjort sjön till en opålitlig källa för dricksvatten för samhällen längs strandlinjen. Som en konsekvens, över 400, 000 människor förlorade till och med tillgången till dricksvatten på grund av nervgifter i sjövattnet i samband med algblomningen 2014.

"Vår studie betonar den relativa bristen på sjövatten, och hur snabbt mänskliga aktiviteter kan förändra vattenresursernas kvalitet och kvantitet, säger David Seekell.