As áreas costeiras são locais populares para viver e visitar. Todo verão, famílias carregam seus carros e vão para a praia para alguns dias de relaxamento. No Alabama, um destino é a Ilha Dauphin, uma pequena ilha barreira a 5 km ao sul de Mobile Bay.

Quando os turistas chegam, eles cruzam os dedos para o bom tempo. Freqüentemente, no entanto, tempestades aparecem.

Não só as férias podem ser perturbadas, mas as águas ao redor da Ilha Dauphin podem apresentar um aumento nas águas subterrâneas e nutrientes após fortes chuvas. Pesquisadores da Universidade do Alabama publicaram recentemente um artigo no jornal Fronteiras na Ciência Marinha - Processos do Oceano Costeiro detalhando como esses eventos de tempestade afetam o ecossistema marinho em torno das ilhas barreira.

"É interessante com base em vários fatores, "disse o Dr. Dini Adyasari, um pesquisador de pós-doutorado em ciências geológicas. "A Ilha Dauphin é uma ilha urbanizada e um destino turístico, portanto, há uma quantidade potencialmente alta de nutrientes ou outra concentração de poluentes nas águas subterrâneas. "

A ilha também está localizada perto do Estuário da Baía de Mobile, onde a água doce do Rio Mobile se mistura com a água salgada do Golfo do México. Quando você adiciona água subterrânea da Ilha Dauphin, ele cria um ambiente hidrologicamente complexo.

Ao longo de 40 dias, uma equipe de pesquisadores de UA usou isótopos de rádio e radônio como traçadores para avaliar a variabilidade temporal e espacial da descarga de água subterrânea submarina fresca e recirculada. Durante este período, eles experimentaram dois eventos significativos de tempestade na ilha. O que eles descobriram foi durante e imediatamente após as tempestades, a água costeira ao redor tornou-se um ambiente dominado pelo rio.

Aproximadamente uma semana depois, a descarga submarina de água subterrânea foi quase três vezes maior do que alguns dias antes.

"Isso pode afetar a qualidade da água costeira porque os rios trazem nitrogênio oxidado, enquanto as águas subterrâneas trazem uma alta concentração de nitrogênio reduzido, que é amônia, "disse Adyasari.

Um influxo desses nutrientes da água subterrânea pode levar a um aumento da chance de hipóxia, ou baixos níveis de oxigênio, durante este tempo.

"A água subterrânea é anóxica, portanto, definitivamente desempenha um papel no desenvolvimento de hipóxia nas águas superficiais e está associado à morte de peixes, "disse a Dra. Natasha Dimova, professor associado de ciências geológicas e geoquímico ambiental.

Em águas hipóxicas, a vida marinha morre e afunda no fundo do golfo, levando a uma maior redução do oxigênio. O aumento dos nutrientes da água subterrânea pode criar e sustentar a proliferação de algas nocivas, resultando em mais problemas para as comunidades costeiras.

"Eles causam problemas respiratórios para as pessoas, "disse o Dr. Behzad Mortazavi, professor e catedrático do Departamento de Ciências Biológicas da UA. “Também fecham as praias, e pode levar ao encerramento da colheita de marisco e situações semelhantes, então esse tipo de impacto é muito real e local. "

Na Ilha Dauphin, a equipe descobriu como os níveis de nitrogênio eram variáveis ​​em dois locais separados. A primeira área próxima a um píer tinha nitrogênio reduzido, que Adyasari acredita estar ocorrendo naturalmente devido aos sedimentos nativos através dos quais as águas subterrâneas fluem. No segundo local perto de um campo de golfe, eles descobriram uma concentração muito maior de nitrato, que é potencialmente do fertilizante usado para manter o campo.

Durante os tempos de seca, a água superficial se acumula e se infiltra no solo, trazendo nitratos encontrados em substâncias como fertilizantes para as águas subterrâneas. À medida que se infiltra na subsuperfície, reações biogeoquímicas podem transformar o nitrato em gás nitrogênio, fazendo com que se dissipem e reduzam o impacto nas águas subterrâneas.

Contudo, as ilhas barreira oferecem um desafio único na filtragem desses contaminantes devido à sua suscetibilidade a eventos de tempestade.

"São pilhas de areia que foram empurradas por conta de furacões, então o tempo de residência da água subterrânea na subsuperfície é muito curto, "disse Dimova." A descarga sai como um vaso sanitário, então não há muito tempo para essas mudanças químicas e filtração na subsuperfície. "

O estudo dessa dinâmica é crucial para aprender como as ilhas barreira contribuem para o descarte de águas subterrâneas durante eventos de tempestade. Dimova espera que eles possam passar mais tempo nessas ilhas para acessar facilmente as estações de monitoramento e ver como as águas reagem às tempestades em diferentes estações do ano.

"Vendo o enorme benefício dos registros contínuos, nossas futuras direções de pesquisa estão obtendo medições por períodos mais longos e em vários locais, "disse ela." Se pudermos obter mais desses registros contínuos interrompidos, entenderíamos melhor esses sistemas, podemos fazer previsões muito melhores e podemos modelar esses sistemas, especialmente usando as ferramentas modernas de inteligência artificial. "

A expansão desses estudos e do conhecimento público permitirá que residentes e visitantes se tornem mais conscientes de como as ilhas barreira são sensíveis à precipitação e como os nutrientes transportados pelas águas subterrâneas podem impactar a economia local. Eles criarão um melhor entendimento para melhorar a qualidade da água costeira, qualidade e quantidade da água subterrânea para futuros recursos de água doce em áreas semelhantes em todo o mundo.