Union Pacific Causeway på Great Salt Lake.
Runt 2010, det djupa vattnet i Utahs Great Salt Lake innehöll höga halter av giftigt metylkvicksilver. Kvicksilvermätningar i sjöfåglar som omger sjön ledde till en sällsynt konsumtionsråd för ankor.
Men 2015, 90 procent av det djupa kvicksilvret var borta.
Kvicksilvrets försvinnande berodde inte på aggressiv miljöpolitik eller ett omfattande saneringsarbete. Istället, det är en del av en historia som involverar ett storskaligt oplanerat kemiexperiment, en ibland illaluktande sjö, och ankor – där kvicksilvret inte försvann. Historien berättas i en tidning publicerad i Miljövetenskap och teknik .
En järnvägslinje från Union Pacific korsar sjön, dela den i en mindre nordarm och en större sydarm, med linjen tecknad precis vid basen av de kaninöraliknande norra förlängningarna av sjön. Eftersom den norra armen inte har något större flodinflöde, det är mycket saltare än den södra armen. Två kulvertar i järnvägslinjen tillät saltvatten från norra armen att rinna in i södra armen och, på grund av dess högre densitet, sjunka till botten av södra armen.
Skillnaden i densitet mellan djupa och grunda vatten förhindrade blandning, säger geologi- och geofysikprofessorn William Johnson, och höll färskt syre från att infiltrera i de djupare vattenlagren. Förmultnande organiskt material på sjöbotten sög ut allt syre ur saltlagret, tvingar mikroorganismer att hitta något annat att "andas". Utan syre, vissa bakterier vänder sig till nitrat för att underblåsa livets kemiska processer. När nitratet är borta, de förvandlas till järn, mangan, och slutligen sulfat. Invånare i Salt Lake Valley kan ha märkt en biprodukt av de sulfatandande bakterierna - sulfid, en illaluktande doft av ruttna ägg från sjön. I en annan biverkning, bakterierna förvandlar elementärt kvicksilver till giftigt metylkvicksilver.
"Merkurius är verkligen knepigt, " säger Johnson. "Det ändrar form." Elementärt kvicksilver, som den som finns i gamla termometrar, avdunstar lätt och cirkulerar genom atmosfären. Det kan fästa vid dammpartiklar och regn från himlen, i en process som kallas atmosfärisk deposition. Med Great Salt Lakes stora yta, den får mycket kvicksilver. Den giftiga formen av grundämnet är metylkvicksilver, som är giftigt för nervsystemet och kan röra sig uppåt i näringskedjan när högre organismer samlar på sig metylkvicksilvret i sitt byte.
Union Pacific Causeway skiljer den blå södra armen (vänster) och den lila norra armen (höger) av Great Salt Lake. Kredit:University of Utah
När djurlivstjänstemän började märka förhöjda kvicksilverhalter i sjöfåglar i sjöns våtmarker, ungefär samtidigt hittade geoforskare högt förhöjt kvicksilver i sjöns djup, de trodde alla att ett samband mellan änderna och det djupa saltlakelagret var troligt.
"Det skapade denna förväntning om att det finns ett samband mellan dessa höga koncentrationer av metylkvicksilver nere i det djupa saltlakelagret och de förhöjda koncentrationerna i sjöfåglar i våtmarkerna intill sjön, " säger Johnson.
Sedan, under 2013, Union Pacific stängde av järnvägstrummor för reparation, täta flödet av saltvatten från den norra armen till den södra armen. När Johnson och hans kollegor, Frank Black vid Westminster College och Blair Stringham vid Utah Department of Natural Resources, tog prover av det djupa saltlakelagret och sjöbottensedimenten 2015, de fann att metylkvicksilver, i både vattnet och sedimentet, hade minskat med 88 procent.
"Det verkar tydligt att det djupa saltlakelagret var en mössa, " säger Johnson. Utan det konstanta inflödet av vatten i norra armarna, det djupa saltlakeskiktet blandas slutligen med det överliggande vattnet, föra syre och driva metylkvicksilvret till andra former, möjligen elementärt kvicksilver, som skulle avdunsta i atmosfären.
Och ankorna? Vattenfågelkroppar som samlats in både före och efter kulvertförslutningen visade ingen signifikant förändring i kvicksilverhalten. "Om det finns ett direkt samband mellan miljön på botten av sjön och Hg i ankorna, du skulle tro att du skulle se en motsvarande minskning av Hg i biota, " säger Johnson. "Det såg vi inte."
Källan till metylkvicksilver i våtmarker är fortfarande okänd, liksom den exakta mekanismen genom vilken det djupa sjökvicksilvret försvann. Men Johnson, Black och nu US Geological Survey är inte klara med sjön än. I december 2016 Union Pacific öppnade ett nytt inbrott i gångvägen, som återigen förbinder den norra och södra delen av Great Salt Lake. Brytningen är bredare än de gamla kulvertarna, och forskare väntar nu på att se om det anoxiska djupa saltlakeskiktet återupprättar sig självt, och huruvida en annan "metylkvicksilverfabrik kommer att lura på botten av sjön" säger Johnson.