Kustområden är populära platser att bo och besöka. Varje sommar, familjer laddar upp sina bilar och går till stranden för några dagars avkoppling. I Alabama, en destination är Dauphin Island, en liten barriärö tre miles söder om Mobile Bay.

När turister anländer, de håller tummarna för bra väder. Allt för ofta, fastän, stormar dyker upp.

Semestern kan inte bara störas, men vattnen runt Dauphin Island kan se en ökning av grundvatten och näringsämnen efter kraftiga regn. Forskare från University of Alabama publicerade nyligen en uppsats i tidskriften Gränser i marinvetenskap-kustnära havsprocesser som beskriver hur dessa stormhändelser påverkar det marina ekosystemet kring barriäröarna.

"Det är intressant utifrån flera faktorer, "sa Dr Dini Adyasari, en postdoktor inom geologiska vetenskaper. "Dauphin Island är en urbaniserad ö och ett turistmål, så det finns en potentiellt hög mängd näringsämnen eller annan föroreningskoncentration i grundvattnet. "

Ön ligger också nära Mobile Bay Estuary, där färskt vatten från Mobile River blandas med saltvatten från Mexikanska golfen. När du lägger till grundvatten från Dauphin Island, det skapar en hydrologiskt komplex miljö.

Under 40 dagar, ett team av UA -forskare använde radon- och radiumisotoper som spårämnen för att utvärdera den tidsmässiga och rumsliga variationen av färsk och återcirkulerad undervattensutsläpp. Under denna period, de upplevde två betydande stormhändelser på ön. Vad de upptäckte var under och omedelbart efter stormarna, kustvattnet som omger det blev en floddominerad miljö.

Ungefär en vecka senare, ubåtens grundvattenutsläpp var nästan tre gånger högre än några dagar tidigare.

"Detta kan påverka kustvattenkvaliteten eftersom floder ger oxiderat kväve medan grundvatten ger en hög koncentration av reducerat kväve, som är ammoniak, sa Adyasari.

En tillströmning av dessa näringsämnen i grundvattnet kan leda till en ökad risk för hypoxi, eller låga nivåer av syre, under denna tid.

"Grundvattnet är anoxiskt, så det spelar definitivt en roll för att utveckla hypoxi i ytvattnet och är associerat med fiskdöd, "sa doktor Natasha Dimova, docent i geologiska vetenskaper och miljögeokemi.

I hypoxiskt vatten, marint liv dör och sjunker till golfgolvet, vilket leder till ytterligare syreminskning. De ökade grundvattnäringsämnena kan skapa och upprätthålla skadliga algblomningar, vilket resulterar i fler problem för kustsamhällen.

"De orsakar andningsproblem för människor, "sa Dr Behzad Mortazavi, professor och ordförande för UA:s institution för biologiska vetenskaper. "De stänger också stränderna, och det kan leda till att skaldjursskörden stängs och liknande situationer, så den typen av inverkan är väldigt verklig och lokal. "

På Dauphin Island, laget upptäckte hur varierande kvävehalterna var på två separata platser. Det första området bredvid en pir hade minskat kväve, som Adyasari tror är naturligt förekommande på grund av de inhemska sedimenten genom vilka grundvattnet rinner. På den andra platsen nära en golfbana, de upptäckte en mycket högre koncentration av nitrat, som potentiellt kommer från det gödselmedel som används för att underhålla åkern.

Under torra tider, ytvattenpooler och infiltrerar marken, föra nitrater som finns i ämnen som gödningsmedel i grundvattnet. När det sipprar ner i underjorden, biogeokemiska reaktioner kan förändra nitrat till kvävgas, får det att försvinna och minska påverkan på grundvattnet.

Dock, barriäröarna erbjuder en unik utmaning när det gäller att filtrera dessa föroreningar på grund av deras känslighet för stormhändelser.

"De är sandhögar som har skjutits runt genom orkanhändelser, så grundvattnets uppehållstid i underjorden är mycket kort, "sa Dimova." Det spolas ut som en toalett, så det finns inte mycket tid för dessa kemiska förändringar och filtrering i underjorden. "

Att studera denna dynamik är avgörande för att lära sig hur barriäröar bidrar till grundvattenutsläpp under stormhändelser. Dimova hoppas att de kan spendera mer tid på dessa öar för att enkelt komma åt övervakningsstationer och se hur vattnet reagerar på stormar under olika årstider under hela året.

"Att se den stora fördelen med de kontinuerliga posterna, våra framtida forskningsinriktningar får mätningar under längre perioder och på flera platser, "sa hon." Om vi ​​kan få fler av de kontinuerliga avbrutna posterna, vi skulle förstå dessa system bättre, vi kan göra mycket bättre förutsägelser och vi kan modellera dessa system, speciellt med hjälp av moderna verktyg för artificiell intelligens. "

Genom att utöka dessa studier och allmän kunskap kan invånare och besökare bli mer medvetna om hur känsliga barriäröarna är för nederbörd och hur näringsämnen som transporteras av grundvatten kan påverka den lokala ekonomin. De kommer att skapa en bättre förståelse för att förbättra kustvattenkvaliteten, grundvattenkvalitet och kvantitet för framtida sötvattenresurser i liknande områden runt om i världen.