O movimento da água subterrânea em aquíferos profundamente abaixo da superfície, muitas vezes carrega consigo uma variedade de contaminantes que podem ser rastreados até sistemas sépticos com vazamento, infraestrutura subterrânea danificada, uso excessivo de fertilizantes e outros usos da terra. Mas onde essas águas subterrâneas e esses contaminantes vão parar é muitas vezes desconhecido.

Usando um drone com uma câmera de imagem térmica infravermelha, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Rhode Island liderada pelo estudante de doutorado Kyle Young rastreou parte dela até as lagoas costeiras do Estado do Oceano.

"Estamos procurando quantificar a quantidade de nutrientes que estão sendo trazidos para nossos estuários e o que está acontecendo com esses nutrientes, "disse Young, um piloto de helicóptero da Guarda Costeira e professor de física na Academia da Guarda Costeira de licença para obter seu doutorado. "O nutriente chave é o nitrato. Em pequenas quantidades, nitrato é uma coisa boa, mas em grandes quantidades pode ser degradante para o ecossistema. "

Young e seu conselheiro, URI Professor Associado Soni Pradhanang, procuram quantificar a descarga de água subterrânea nas salinas como parte de uma análise do que eles chamam de "balanço hídrico" ou uma contabilização de toda a água que entra e sai da área.

"Sabemos a quantidade de precipitação que cai, podemos quantificar quanto escoamento vai para a água do riacho, mas uma coisa que não é fácil de quantificar diretamente é o fluxo de água subterrânea, "disse Pradhanang." Não sabemos quanta água está indo dos aquíferos para outros corpos d'água.

Uma vez que a temperatura da água subterrânea é mais fria do que as lagoas salgadas no final do verão, um drone equipado com uma câmera de imagem térmica infravermelha pode detectar uma nuvem de água fria nos lagos que é provavelmente uma descarga de água subterrânea. E isso é exatamente o que o estudante de graduação Jeeban Panthi de Young e Pradhanang Lab e a estudante de graduação Janelle Kmetz encontraram nos lagos de Green Hill e Ninigret.

Eles voaram seus $ 10, 000 drone a 120 metros ao longo de quilômetros de costa de lagoa salgada e capturou várias imagens infravermelhas mostrando zonas frias significativas, sugerindo que a água subterrânea está entrando na lagoa pelo fundo. Como a água subterrânea é doce e menos densa do que a água salgada nas lagoas, sobe à superfície, entregando um sinal claro para a câmera infravermelha.

"Só porque não vemos plumas em algumas áreas não significa que não haja descarga de água subterrânea lá, também, "observou Young." Pode haver um componente de água doce muito pequeno para que apareça na assinatura térmica, ou pode não ser suficientemente frio em comparação com a água circundante. Mas uma coisa que podemos dizer sobre as plumas que encontramos é que elas têm muita água doce, significando águas que vieram da zona terrestre. "

O que isso significa para a saúde das lagoas costeiras é incerto. Descargas como as que os pesquisadores descobriram provavelmente já acontecem há muitos anos, e as águas subterrâneas nem sempre contêm contaminantes. Mas identificar suas localizações pode ser útil para rastrear o movimento de poluentes terrestres nas lagoas no futuro.

A descoberta também tem implicações no contexto das mudanças climáticas. De acordo com Pradhanang, a água subterrânea afeta a salinidade e o pH da água da lagoa, que é fundamental para muitas atividades aquáticas, como a aquicultura, bem como às plantas e animais que vivem nas lagoas.

Se tempestades acontecem com mais frequência, como previsto com as mudanças climáticas, eles podem afetar a quantidade de água subterrânea que entra nos corpos d'água, mudando as condições ambientais e afetando negativamente a vida selvagem que lá vive. "Isso pode ter implicações em um nível de ecossistema, "Pradhanang disse.

Agora que os locais da pluma foram identificados, Young está continuando seus voos de drones para ver como o clima e as marés afetam as plumas.

"Voar com equipamentos altamente sensíveis em uma aeronave é uma pesquisa de alto risco, "disse ele." Quantificar como a descarga muda ao longo do tempo é o próximo passo. Mas até agora é bom termos sido capazes de identificar os locais de possível contribuição da poluição para as lagoas. "

Assim que Young retornar à Academia da Guarda Costeira no próximo ano, Pradhanang espera que os futuros alunos adotem o projeto para identificar os locais e as quantidades de descarte de água subterrânea em outras lagoas de sal, corpos costeiros e de água doce, Baía de Narragansett, e em outras partes da região.