Impacto do clima na química dos rios nos Estados Unidos

Um modelo conceitual de reator hidro-biogeoquímico de bacia hidrográfica sob diferentes climas. A água se origina da precipitação e viaja através de caminhos de fluxo subsuperficial e corredores fluviais antes de sair nas saídas dos rios. Ao longo de seus caminhos de fluxo, a água mobiliza solutos interagindo com raízes, micróbios, solo e rochas. A dinâmica das concentrações de solutos na água armazenada (Vw) é, portanto, regulada principalmente por dois processos concorrentes:a adição de solutos por entrada externa (I) e a produção de solutos por reações (R) em solos, rochas e riachos, e a exportação de solutos por descarga (QC) (Equação 2). Insumos externos podem acontecer, mas muitas vezes são insignificantes em bacias naturais minimamente impactadas. Sob o aquecimento do clima, alguns lugares se tornarão mais áridos, levando a uma menor vazão do rio (Q = P – ET) e exportação de solutos (QC); alguns lugares se tornarão mais úmidos, resultando em menores concentrações de solutos, mas maiores fluxos de exportação de solutos para os rios. As bacias hidrográficas funcionam principalmente como reatores produtores de solutos em climas áridos e quentes e como transportadores exportadores de solutos em climas úmidos e frios. Crédito:Futuro da Terra (2022). DOI:10.1029/2021EF002603

Os rios correm por muitos tipos de terreno, interagindo com o solo, rochas, micróbios e raízes. A água do rio, portanto, carrega assinaturas de tudo com que interage, e sua química reflete a resposta da zona crítica – a região do planeta que se estende desde o topo das árvores até o fundo das águas subterrâneas – às mudanças climáticas. A química do rio provavelmente mudará com o aquecimento do clima, mas a maioria dos estudos de pesquisa relacionados ao clima se concentrou nas mudanças no fluxo do rio.
Agora, Li et ai. foco nas mudanças na química do rio e na qualidade da água sob um clima em mudança. Eles investigaram a influência do clima na química de longo prazo dos rios nos Estados Unidos contíguos, compilando mais de 400.000 pontos de dados de 506 rios com impactos humanos mínimos para identificar padrões de 16 constituintes químicos comuns dos rios (solutos).

Para todas as áreas geográficas dos Estados Unidos, a equipe descobriu que as concentrações de 16 solutos diminuem com o aumento da vazão média do rio, que é a quantidade de água precipitada (chuva e neve) que acaba em córregos e rios. Esta descoberta contradiz a percepção comum de que a química do rio é controlada principalmente pela abundância de materiais locais na zona crítica. Em vez disso, a química do rio é controlada primeiro pela descarga do rio, depois pela abundância de materiais com os quais a água interage.

Mudanças nas condições climáticas – incluindo temperaturas mais altas – podem influenciar não apenas a vazão do rio, mas também os tipos de materiais da zona crítica que interagem e se dissolvem nas águas. Os autores dizem que em lugares que se tornam mais secos, como partes ocidentais dos Estados Unidos, espera-se que as concentrações médias aumentem, e a magnitude do aumento depende da sensibilidade dos solutos às mudanças na descarga. Em locais que se tornam mais úmidos, as concentrações médias provavelmente diminuem, mas as cargas, ou as taxas de exportação de solutos que saem dos rios, podem aumentar com mais água.

À medida que o clima muda, o aumento das concentrações de solutos terá implicações para os esforços de gerenciamento e tratamento da água e pode exigir infraestrutura de tratamento renovada ou aumentada. Essas mudanças também podem ter impactos significativos na saúde do ecossistema aquático. + Explorar mais