p Os cientistas da EPFL estudaram dois mecanismos que podem ajudar a levar oxigênio às profundezas de um lago - essencial para preservar o ecossistema do lago. A renovação clássica em águas profundas causada pelo resfriamento da superfície durante o inverno está se tornando menos eficiente devido às mudanças climáticas, especialmente em lagos profundos. p Os lagos precisam conter um certo nível de oxigênio dissolvido para manter a qualidade da água e preservar seus ecossistemas. Embora as camadas superiores de um lago sejam tipicamente ricas em oxigênio, esse não é o caso das camadas mais profundas; na maioria dos lagos, a oxigenação dessas camadas ocorre principalmente por meio de um processo chamado resfriamento convectivo, que ocorre durante os períodos mais frios de outono e inverno. Para lagos profundos em climas temperados, como o Lago Genebra, os invernos muitas vezes não são frios o suficiente para que esse processo ocorra em escala adequada, o que significa que as águas muito profundas não são afetadas. O último resfriamento convectivo em profundidade total no Lago Genebra ocorreu em 2012, durante um período de frio severo (CIPEL).

p Compreender outros mecanismos de renovação em águas profundas

p "Com a mudança climática, há cada vez mais invernos quando as condições necessárias para este processo não são atendidas, "diz Rafael Reiss, um recente Ph.D. Graduado no Laboratório de Engenharia Ecológica da EPFL (ECOL). "Portanto, precisamos entender outros mecanismos que podem permitir a oxigenação das camadas mais profundas de um lago." Ele estudou dois mecanismos alternativos de renovação em águas profundas como parte de seu doutorado. tese, ambos são induzidos pelo vento:troca entre bacias, onde a água é trocada entre o Petit Lac raso e a bacia mais profunda de Grand Lac, e ressurgência costeira. "Ao contrário do resfriamento convectivo que é desencadeado por temperaturas de ar frio, os mecanismos que estudamos são menos sensíveis às mudanças climáticas porque são movidos pelo vento. Eles ocorrem no Lago de Genebra várias vezes a cada inverno e, portanto, podem desempenhar um papel cada vez mais importante na renovação e aeração das camadas mais profundas, "diz Reiss.

p A água nessas camadas profundas é geralmente fria, pobre em oxigênio e rico em nutrientes. As camadas superiores, por outro lado, são mais quentes com maiores concentrações de oxigênio e menores concentrações de nutrientes. As duas camadas mal se misturam na maior parte do ano devido às suas diferentes densidades - a água quente é menos densa do que a água fria, levando a uma chamada estratificação estável. Mas, uma vez que a temperatura do ar cai durante o outono e inverno, as águas superficiais esfriam e a estratificação estável é gradualmente erodida de cima para baixo. Se o inverno estiver frio o suficiente, as águas próximas à superfície atingem a mesma temperatura, e, conseqüentemente, a mesma densidade, como as águas mais profundas. O resultado é uma reviravolta completa da coluna de água, em que o oxigênio das camadas superiores é trazido para o fundo e os nutrientes das camadas inferiores sobem para a superfície.

p Renovação em águas profundas várias vezes no inverno

p O estudo de Reiss mostrou que, sob o efeito da rotação da Terra, os fortes ventos de inverno que frequentemente sopram no Lago de Genebra vindos do sudoeste empurram as águas costeiras da costa norte do Grand Lac em direção ao centro do lago, com essas águas sendo substituídas pelo aumento de águas mais profundas. Os mesmos ventos empurram as águas superficiais do Petit Lac em direção ao Grand Lac, fazendo com que as águas mais profundas do Grand Lac tomassem seu lugar. Esses dois mecanismos de troca complexos causam os pobres em oxigênio, camadas inferiores ricas em nutrientes para subir, às vezes, de profundidades de mais de 200 metros (o Lago de Genebra tem uma profundidade máxima de 309 metros). Estes ressurgiram, águas profundas podem permanecer perto da superfície por vários dias (ou mesmo atingir a superfície) antes de descer de volta a grandes profundidades, permitindo que sejam enriquecidos com oxigênio por meio da troca com as camadas superiores e a atmosfera.

p Para realizar este estudo, Reiss e sua equipe passaram dois invernos coletando dados no campo, medir as velocidades atuais e as temperaturas da água. Eles então empregaram um modelo hidrodinâmico 3D e o combinaram com uma técnica de modelagem chamada rastreamento de partículas, a fim de analisar detalhadamente os caminhos das águas emergentes. "Nossas descobertas mostram o quão complexos são esses mecanismos, "diz Reiss." Eles acontecem em 3D, o que significa que não podem ser descritos usando os modelos unidimensionais que são freqüentemente usados ​​para prever o impacto das mudanças climáticas nos lagos. Esses mecanismos merecem mais atenção ao avaliar a renovação em águas profundas em grandes, lagos profundos. "