Birlikte dünyanın en büyük tatlı su sistemlerinden birini oluşturan Lakes Michigan ve Huron’un altından güçlü yeraltı suyu darbeleri akıyor. Bu yeraltı suyu akısı, buz-iklim modelleri için önemli etkilerle buz nasıl ve nerede oluştuğunu önemli ölçüde değiştirebilir. İklim değişikliği sistemi baskılardan sonra, yeni araştırmalar geleneksel modellerin yeraltı suyunun kıyı şeritleri (kıyılar) boyunca göl buzunu nasıl istikrarsızlaştırabileceğini hafife alabileceğini düşündürmektedir.
Göl buz oluşumu ve stabilitesi düşündüğümüzde, genellikle akla gelen faktörleri etkilemek, hava sıcaklığı, nem, rüzgar ve güneş radyasyonu gibi atmosferiktir. Ancak Colorado Maden Okulu’ndan Saeed Memari ve meslektaşları, yeraltı suyu akısının buz oluşumunu modüle etmede ve büyük tatlı su sistemlerinde erimede büyük bir rol oynayabileceğini savunuyor.
Çalışmalarında, yakın zamanda yayınlanan Su Kaynakları AraştırmasıMemari ve ekip, Michigan ve Huron’un dibinde mekansal ve zamansal olarak değişken yeraltı suyu deşarjını içeren ve akının farklı büyüklüklerinin gölün termal tabakalaşmasını nasıl değiştirdiğini, dondurucu başlangıç ve buz stabilitesini nasıl test eden birleştirilmiş hidrodinamik buz modelleri inşa etti. Çekirdek bulguları: Yeraltı suyu akısı yoğunlaştığında, zayıf ama kalıcı bir ısı kaynağı olarak işlev görür, yüzeyden daha sıcak su sağlar ve buz büyümesini geciktirir veya eriyiği teşvik eder.
Yazarlar bir dizi yeraltı suyu akısı senaryosunu test ettiler. Düşük akışlarda (10 kat taban akışı), etkinin, sığ bölgelerde hafif inceltme veya gecikmiş donma ile ince olduğunu bulmuşlardır. Orta akıda (100 kat taban akışı), yeraltı suyu termal tabakalaşmayı bozabilir, daha sıcak suyu yukarı doğru karıştırabilir ve bu da buz stabilize edilmesini engeller. Ancak en aşırı akı rejimlerinde (1000 kat taban akışı), etki dramatik hale gelir; Kıyı ve kıyıya yakın bölgelerde, buz termal olarak istikrarsızlaşır, erime çok daha erken tecavüz eder ve yeraltı suyu olmayan modellerden daha fazla iç kısımda nüfuz eder.
İlginç bir şekilde, simülasyonları, istikrarsızlaştırıcı etkinin daha yüksek yeraltı suyu girişi nedeniyle göl kenar boşluklarının ve kıyılarının yakınında en güçlü olduğunu gösterirken, derin göl iç mekanlarında etki hacim ve yalıtım ile azaltılır. Böylece, yeraltı sularından alınan zayıf taban ısısı, insanların, ekosistemlerin ve altyapının en çok göl yüzeyi ile etkileşime girdiği yere orantısız olarak buzları zayıflatır.
Ek olarak, tüm yeraltı suyu akısı eşit değildir. Mekansal değişkenlik, bir kıyı sektöründeki güçlü bir akının, gölün geri kalanı donmuş kalsa bile, yerel olarak eriyebileceği veya ince buz olabileceği anlamına gelir.
Geçici değişkenlik, daha sıcak yaz ayları, göl yüzey sıcaklığının buz oluşumuna daha az elverişli olduğu anlamına gelirken, kışın daha soğuk yüzey suları yavaş ama sabit buz birikimine yol açabilir. Bunun nedeni, daha yoğun bir yüzey katmanını koruyarak, daha yoğun, daha sıcak yeraltı suyunun yüzey sularına yukarı doğru karışmadığı gölün su sütunundaki daha belirgin bir termal gradyandan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, modeller tek tip varsayımlardan ziyade farklılaşmış alt akış ve sıcaklık dağılımlarına izin vermelidir.
Devam eden iklim ısınması bağlamında, yazarlar yükselen yeraltı suyu sıcaklıkları, değişen yağış, arazi kullanım değişiklikleri veya akifer şarjındaki değişikliklerin yeraltı suyu akı rejimlerini yukarı doğru kaydırabileceğini savunuyorlar. Bu, daha önce ince yer altı ısı katkılarını artırabilir ve kıyı bölgelerindeki buz örtüsünü daha fazla aşındırabilir.
Araştırmacılar, modellerine değişken yeraltı suyu akılarını ekleyerek, gelecek iklim senaryoları altında büyük göllerde daha gerçekçi, dinamik bir kış buzu modeli sağlamayı amaçlamaktadır. Ayrıca, buz örtüsü ekolojik süreçleri etkilediğinden, kıyı şeridi erozyonu, su kalitesi ve kış navigasyonu, buz zamanlaması ve kalınlığının daha iyi tahminlerinin pratik aşağı akış sonuçları vardır.
Herhangi bir modelleme çalışmasında olduğu gibi uyarılar var. Memari ve ekip, gelişen buz örtüsü ve yeraltı suyu desenleri arasındaki geri bildirimleri açıkça içermediklerini belirtmektedir (örneğin, buz eriydikçe, su yolları değişebilir). Ayrıca, aşırı akı vakaları varsayımsal üst sınırlardır; Gerçek Great Lakes akiferlerindeki bu tür darbelerin sıklığı ve sürücüleri belirsizdir.
Başka bir soru şudur: Hangi jeolojik ve hidrojeolojik koşullar bu kadar yoğun yeraltı suyu akışlarına izin verir? Geçirgenlik yapısı, akifer bağlantısı, tortu tabakası ve hidrolik gradyanlar, büyük yeraltı suyu ısı enjeksiyonlarının nasıl mümkün olabileceğini şekillendirir, ancak bu yeraltı verileri her zaman mevcut değildir. Buz altındaki yeraltı suyu deşarjının doğrudan ölçümleri yoluyla, gölgedilerin yakınındaki sıcaklık profilleri ve buz kalınlığı kayıtları yoluyla zemin zemin.
İnce yeraltı suyu ısınmasının göl buzunun anlamlı bir şekilde dengesizleşebileceği fikri şaşırtıcı olabilir, ancak bu çalışma kış uzunluklarında, zayıf yüzey ısı enjeksiyonunun bile, özellikle yüksek akı darbeleri ile büyütüldüğünde etkileri biriktirebileceğini göstermektedir. Büyük Göllerin kıyı bölgelerinde, bu ekosistemler, rekreasyon, altyapı ve bölgesel iklim geri bildirimleri için önemli olan daha önceki eriyik, daha ince buz ve beklenmedik derecede zayıf kış örtüsü anlamına gelebilir.
Yeraltı suyu dinamiklerini buz ve hidrodinamik modellere entegre ederek, araştırmacılar, özellikle ısınma dünyasında su -ısı bütçesinin hiçbir bileşeninin basitleştirilmesi veya ihmal edilmesi gerektiğini vurgulamaktadır. İklim değişikliği ilerledikçe, sıklıkla gözden kaçan yeraltı yüzey, buzun nasıl davrandığı ve daha geniş çevresel ve toplumsal etkiler konusunda eleştirel bir aktör olabilir.
Yazarımız Hannah Bird tarafından yazılmış, Gaby Clark tarafından düzenlenen ve Robert Egan tarafından gerçekleştirilmiş ve gözden geçirilen bu makale dikkatli insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
