Riacho alpino no Cantão de Valais, na Suíça Crédito:© SBER / EPFL
Um estudo da EPFL levou os cientistas a repensar uma abordagem padrão usada para calcular a velocidade da troca gasosa entre os riachos das montanhas e a atmosfera. Pesquisas conduzidas em riachos em Vaud e Valais indicam que as equações usadas para prever a troca de gás com base em dados de riachos de planície superam a velocidade real de troca de gás em riachos de montanha, em média, por um fator de 100.
Esta descoberta, publicado em Nature Geoscience , permitirá que os cientistas desenvolvam modelos mais precisos do papel que os riachos das montanhas desempenham nos fluxos biogeoquímicos globais. Considerando que mais de 30% da superfície da Terra é coberta por montanhas, as ramificações desta descoberta são consideráveis.
O estudo foi conduzido no Stream Biofilm and Ecosystem Research Laboratory (SBER) da EPFL, dentro da Escola de Arquitetura, Engenharia Civil e Ambiental (ENAC).
Mais turbulência
Em ecossistemas aquáticos, como os oceanos do mundo, riachos e lagos, numerosos organismos aquáticos, desde bactérias a peixes, respiram oxigênio e exalam CO 2 . Esses gases devem, portanto, ser continuamente "trocados" da atmosfera para a água e vice-versa. Como os riachos das montanhas costumam fluir sobre quedas íngremes e terrenos acidentados, isso cria muita turbulência e aprisiona bolhas de ar na água, que aparecem em branco (também conhecido como "água branca").
Essas bolhas aceleram as trocas gasosas. Surpreendentemente, o mesmo mecanismo funciona quando ondas de ponta branca aparecem na superfície de mares agitados. Até agora, os cientistas ignoraram a contribuição das bolhas de ar e usaram a mesma abordagem para calcular as velocidades de troca gasosa em riachos de montanha do que em riachos calmos de planície.
Cálculos mais precisos
É intuitivo que o terreno acidentado influenciaria as trocas gasosas em riachos de montanha, mas nenhuma evidência foi coletada para testar essa hipótese até 2016. Foi quando os pesquisadores da EPFL instalaram mais de 130 sensores ambientais em riachos de montanha em Vaud e Valais para estudar esses fenômenos físicos e fluxos biogeoquímicos relacionados. Para medir a velocidade de troca gasosa com a maior precisão possível, um dos cientistas do SBER e primeiro autor do estudo, Amber Ulset, adicionado pequenas quantidades de argônio como um gás traçador às correntes. Argônio é um gás natural que é inofensivo para os ecossistemas aquáticos.
Usando métodos analíticos de ponta em laboratório, Amber Ulseth e colegas foram capazes de quantificar a perda de argônio da água do riacho. Próximo, eles modelaram a velocidade de troca gasosa a partir da perda a jusante do gás traçador na água do riacho. Seus resultados revelam que a velocidade de troca gasosa em riachos de montanha é em média 100 vezes maior do que o previsto a partir de equações desenvolvidas a partir de experimentos de gás traçador semelhantes em riachos de planície.
Implicações principais
"Nossas descobertas têm implicações importantes. Elas sugerem que temos subestimado os efeitos de todos os pequenos, mas abundantes, riachos de montanha em nossos modelos biogeoquímicos. Isso abre uma nova via de pesquisa, "diz Tom Battin, Diretor do SBER e co-autor do estudo. Seu laboratório já está procurando extensões desta pesquisa, como o desenvolvimento de um novo modelo para prever CO 2 emissões de riachos de montanha em todo o mundo.
