Bergbrytning av kolbrytning gör att många bäckar och floder i Appalachia löper konsekvent saltare i upp till 80 procent av året, en ny studie av forskare vid University of Wyoming och Duke University finner.

Forskarna undersökte vattenkvaliteten i fyra vattendrag som rinner ut i södra West Virginia's Mud River -bassäng, platsen för omfattande bergstoppsbrytning under de senaste åren. Vid bergstoppsborttagning, underjordiska kolsömmar exponeras genom att spränga bort toppar eller åsar ovanför dem. Eventuellt kvarvarande skräp och krossade stenar deponeras i angränsande dalar, skapa "dalfyllningar" som kan sträcka sig över långa sträckor och begrava hela bäckar.

"Över tid, alkaliska salter och andra föroreningar från kolrester och krossade stenar i denna dal fyller läckage i närliggande bäckar och floder, försämra vattenkvaliteten och orsaka dramatiska ökningar av salthalten som är skadliga för ekosystem nedströms, säger Fabian Nippgen, biträdande professor i ekosystemvetenskap och -hantering vid University of Wyoming.

För att förena saker, porositeten hos de krossade stenarna ökar vattenlagringskapaciteten i dalgångarna. Detta minskar den naturliga stormavrinningen under högflödiga vintermånader samtidigt som den bidrar proportionellt mer vatten till strömflöden under de torrare månaderna som utgör cirka 80 procent av regionens kalenderår.

"Dessa betydande förändringar kommer sannolikt att leda till saltare och fler fleråriga strömningar i hela Appalachia, där minst 7 procent av marken redan har störts av bergstoppsborttagning, säger Nippgen, som noterar att borttagning av bergstoppar inte är en del av Wyomings kolindustri. "Det är inte bara bergen som förändras."

De nya resultaten har konsekvenser inte bara för Appalachia, men för stora delar av östra USA, andra kolgruvor och andra områden där människor dramatiskt har förändrat jordens yta, säger Matthew Ross, en doktorsexamen student vid Duke's Nicholas School of the Environment.

"Konsekvenserna är båda en förändrad hydrologisk regim - som har konsekvenser för jordbruket, stadsvattenanvändning och miljö - samt försämring av strömvattenkvalitet, " han säger.

Nippgen, Ross och deras medförfattare publicerade den granskade studien i veckan i tidskriften Miljövetenskap och teknik .

Det är en av de första studierna som dokumenterar kolbrytningens fjärrkontrolls långsiktiga effekter på vattendelaren, och för att visa hur gruvområden bidrar till lokalt och regionalt strömflöde.

"Detta arbete visar att brytade vattendelar bidrar oproportionerligt till sommarflödet genom Appalachian -regionen, så att mina härledda föroreningar har högre koncentrationer, och transporteras längre nedströms, under dessa lågflödestider på året. Det betyder att många fler appalachiska floder nu rinner året runt och är genomgående salta, "säger Brian L. McGlynn, professor i vattendelar hydrologi och biogeovetenskap vid Duke's Nicholas School.