En konceptuell modell av vattendelare hydro-biogeokemiska reaktorer under olika klimat. Vatten härrör från nederbörd och färdas via underjordiska flödesvägar och flodkorridorer innan det kommer ut vid flodens utlopp. Längs dess flödesvägar mobiliserar vatten lösta ämnen genom att interagera med rötter, mikrober, jord och stenar. Dynamiken i koncentrationerna av lösta ämnen i det lagrade vattnet (Vw) regleras därför primärt av två konkurrerande processer:tillsats av lösta ämnen genom extern input (I) och produktion av lösta ämnen genom reaktioner (R) i jordar, stenar och vattendrag, och export av lösta ämnen genom utsläpp (QC) (ekvation 2). Extern input kan ske men är ofta obetydlig i naturliga, minimalt påverkade vattendelar. Under värmande klimat kommer vissa platser att bli torrare, vilket leder till lägre flodutsläpp (Q = P – ET) och export av lösta ämnen (QC); vissa platser kommer att bli fuktigare, vilket resulterar i lägre koncentrationer av lösta ämnen men högre exportflöden av lösta ämnen till floder. Vattendelar fungerar främst som reaktorer som producerar lösta ämnen i torra, varma klimat och som transportörer som exporterar lösta ämnen i fuktiga, kalla klimat. Kredit:Jordens framtid (2022). DOI:10.1029/2021EF002603
Floder flyter över många typer av terräng och interagerar med jord, stenar, mikrober och rötter. Flodvatten bär därför signaturer av allt det interagerar med, och dess kemi återspeglar responsen från den kritiska zonen – planetens region som sträcker sig från trädtopparna till grundvattnets botten – på förändrat klimat. Flodkemin kommer sannolikt att förändras med ett värmande klimat, men ändå har de flesta klimatrelaterade forskningsstudier fokuserat på förändringar i flodflödet.
Nu har Li et al. fokus på förändringar i flodkemi och vattenkvalitet under ett föränderligt klimat. De undersökte klimatets inverkan på flodernas långsiktiga kemi i det angränsande USA, och sammanställde mer än 400 000 datapunkter från 506 floder med minimal mänsklig påverkan för att identifiera mönster av 16 vanliga flodkemibeståndsdelar (lösta ämnen).
För alla geografiska områden i USA fann teamet att koncentrationerna av 16 lösta ämnen minskar med ökande medelutsläpp från floden, vilket är mängden utfällt vatten (både nederbörd och snöfall) som hamnar i bäckar och floder. Detta fynd motsäger den vanliga uppfattningen att flodkemin i första hand styrs av överflöd av lokala material i den kritiska zonen. Istället styrs flodkemin först av flodutsläpp, sedan av mängden material som vattnet interagerar med.
Förändrade klimatförhållanden – inklusive högre temperaturer – kan inte bara påverka flodutsläppen utan också de typer av kritiska zonmaterial som interagerar med och löser sig i vatten. Författarna säger att på platser som blir torrare, såsom västra delarna av USA, förväntas medelkoncentrationerna öka, och omfattningen av ökningen beror på de lösta ämnenas känslighet för förändringar i utsläpp. På platser som blir blötare minskar sannolikt medelkoncentrationerna, men belastningen, eller hastigheten för export av lösta ämnen som lämnar floder, kan öka med mer vatten.
När klimatet förändras kommer ökande koncentrationer av lösta ämnen att få konsekvenser för vattenhantering och reningsinsatser och kan kräva renoverad eller utökad reningsinfrastruktur. Dessa förändringar kan också ha betydande effekter på akvatiska ekosystems hälsa. + Utforska vidare
Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av Eos, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.
