För att få insikt i hur sjöar andas, EPFL -forskare har studerat syreutarmning i Genfersjöns djup - första gången sådan forskning har utförts. Genom att samla in nyckeldata, de kunde öka sin förståelse för sjöns ekosystem och hur det sannolikt kommer att utvecklas över tiden.

På hösten, sjöar genomgår sin årliga vattenutbyte i hög vind, flöden och variationer i vattentemperatur blandar vattnet. Under dessa kallare månader, ytvattnet, som är rik på syre, svalnar, sjunker och blandas med de djupare skikten, som för in färskt syre i sjöarnas djup. Men eftersom Genèvesjön är så djup - går ner 310 meter - är vattenbytet bara delvis. Sjön blir helt syresatt bara vart åttonde år eller så. En långsiktig syrebrist kan förstöra flora och fauna som lever i sjöns djup.

För att bättre förstå hur sjöar andas, Robert Schwefel från EPFL:s Physics of Aquatic Systems Laboratory undersökte Genfersjöns djup för att kunna mäta syrehalten där. Han tog prover på olika djup med hjälp av en robot som kunde sjunka flera hundra meter. Tack vare robotens mikroprober, han kunde mäta syrekoncentrationer mikrometer för mikrometer, i både vattnet och sedimentet. Prover togs på sju platser, och resultaten var ganska talande:"Vi kunde samla in data som är avgörande för att uppskatta syreförbrukning i sedimentet - något som aldrig tidigare har mätts ute på fältet."

175 naturliga sjöar i Schweiz och lika många skäl att vara oroliga

Sedan mitten av förra seklet har antropogen - eller mänsklig - aktivitet har fått vattentemperaturen att stiga och lett till övergödning, varigenom näringsämnen byggs upp i vatten och får alger att föröka sig. Det har destabiliserat hela sjöarnas ekosystem. Förr, giftiga kemikalier och annat avfall kastades tidigare genom dräneringssystem som rann rakt ut i våra sjöar, som man trodde att sjöarna kunde rengöra sig själva. Dock, det blev uppenbart att så inte var fallet, och åtgärder började införas från och med 1960 -talet:vattenreningsanläggningar förbättrades, och ett förbud infördes på fosfater i tvättpulver 1985. Som ett resultat, Schweiz sjöar har blivit mycket renare. Än, trots alla dessa ansträngningar, de har fortfarande inte tillräckligt med syre.

Med alla alger som har samlats under de senaste 50 åren, det finns en enorm mängd organiskt material i djuphavssediment, och bakterierna som bryter ner detta ämne konsumerar mycket syre. "Bara för att vi har minskat mängden fosfater från jordbruk och industri betyder inte att allt är som det ska. Det kommer att ta tid innan våra sjöar kan andas ordentligt igen, "säger Damien Bouffard, som deltog i forskningen.

Genom att exakt mäta syrekoncentrationen genom hela vattenspelare och sedimentet nedanför, forskarna kunde förklara hur syret tar slut, med sedimentet som står för 30% av den totala syreförbrukningen. Forskarna kunde också skapa en modell som visar hur syreförbrukningen varierar med djupet, och de demonstrerade hur sjömorfometri och minskande mineralisering av organiskt material i vattenspelaren i hög grad påverkar syreförbrukningen.

Med hjälp av dessa mikrometriska data, forskarna skapade en storskalig modell av syredynamik i sjön och drog till sig sin kunskap om vattenflöden för att förutsäga vad som kan hända framöver. Även om forskarna hoppas att syreutarmningen i sedimentet gradvis kommer att minska, klimatförändringen kommer att fortsätta att påverka vattenutbytet. Ytterligare studier behövs därför.

Resultaten publicerades i Limnologi och oceanografi .