Apă salată unde râurile de apă dulce întâlnesc o mare de apă sărată
Trecerea de la sare la apă dulce este turbulentă, vulnerabilă și incredibil de abundentă
Leii de mare încetează să mai urle și alunecă, unul câte unul, de pe debarcader în apa maro-mocha a râului Fraser, lângă Vancouver, British Columbia. Suprafața apei este netedă, cu excepția unei linii de valuri care se mișcă încet în sus. Leii de mare par să știe că suprafața calmă contrazice turbulența de dedesubt.
Valea tocmai s-a întors și o limbă de apă sărată se târăște mai întâi, apoi galopează, înapoi în Fraser la doar câteva ore după ce a fost expulzată de un flux puternic în timpul refluxului anterior. Deși suprafața pare calmă, intersecția subacvatică a apei dulci și a apei sărate fierbe cu vârtejuri turbulente la fel de puternice ca oricare din ocean. Confuzia apei învârtite și a sedimentelor suspendate dezorientează somonul legat de acasă, oferind un festin ușor leilor de mare.
Nu toate râurile se termină la fel de dramatic ca Fraser. Dar amestecul cursurilor de apă dulce și râurilor cu mareele sărate ale oceanului într-un corp de apă parțial închis - oamenii de știință din natură îl numesc un estuar - alimentează unele dintre cele mai productive ecosisteme de pe Pământ, precum și unele dintre cele mai vulnerabile.
Cu mult înainte de apariția civilizației, primii oameni au recunoscut recompensa estuarului și au făcut din aceste regiuni un punct focal pentru locuirea umană. Din păcate, supra-dezvoltarea, utilizarea slabă a terenului și secole de contaminare industrială au afectat majoritatea estuarelor. Portul Boston, Golful San Francisco și râul Hudson sunt copii poster ai degradării mediului.
Cu toate acestea, există speranță. Estuarele sunt zonele de graniță dintre mediile de apă sărată și cele dulci și sunt incredibil de diverse atât biologic, cât și fizic. Diversitatea și energia ridicată a ecosistemului fac estuarele extrem de rezistente. Cu o mai bună înțelegere a acestor sisteme, putem inversa declinul acestora și restabili bogăția ecologică a acestor medii valoroase, deși noroioase.
Cum funcționează un estuar?
Din punctul de vedere al unui fizician, diferența de densitate între apa dulce și apa sărată face estuarele interesante. Când apa râului se întâlnește cu apa mării, apa dulce mai ușoară se ridică și deasupra apei sărate mai dense. Apele de mare sunt introduse în estuar sub apa râului care curge, împingându-și drumul în amonte de-a lungul fundului.
Adesea, ca și în râul Fraser, acest lucru se întâmplă pe un front brusc de sare. Pe un astfel de front, conținutul de sare (salinitatea) și densitatea se pot schimba de la oceanice la proaspete în doar câteva zeci de metri orizontal și la fel de puțin ca un metru vertical.
Însoțind acești gradanți puternici de salinitate și densitate sunt schimbări verticale mari în direcția și rezistența curentului. Nu puteți vedea aceste ape care se învârtesc de la suprafață, dar un pescar poate constata că plasa lui își ia viața când o coboară în apă aparent placidă.
Pliniu cel Bătrân, cunoscut naturalist roman, senator și comandant al flotei imperiale în secolul I d.Hr., a observat acest comportament aparte al plaselor de pescari în strâmtoarea Bosfor, lângă Istanbul. Pliniu a dedus că curenții de suprafață și de fund curgeau în direcții opuse și el a furnizat prima documentație scrisă despre ceea ce numim acum „circulația estuarului”.
Intruziune cu apă sărată
Fluxurile opuse de apă dulce și sărată curg uneori lin, unul deasupra celuilalt. Dar când diferența de viteză atinge un anumit prag, rezultă turbulențe puternice, iar sarea și apa proaspătă sunt amestecate. Curenții de maree, care acționează independent de circulația estuarului, se adaugă, de asemenea, turbulenței, amestecând apa sărată și dulce pentru a produce apă sălbatică în estuar.
În râul Fraser, această circulație este limitată la o zonă frontală foarte scurtă și energică în apropierea gurii, uneori cu doar câteva sute de metri lungime. În alte estuare, cum ar fi Golful San Francisco, Golful Chesapeake sau râul Hudson, frontul de sare și circulația estuarului care o însoțește se întinde pe uscat pe mai multe mile.
Intruziunea de sare către pământ este atent monitorizată de ingineri din cauza consecințelor potențiale asupra aprovizionării cu apă dacă intrarea de sare se extinde prea mult. De exemplu, orașul Poughkeepsie, New York, la 60 de mile nord de gura râului Hudson, depinde de râu pentru apa potabilă. Aproximativ o dată pe deceniu, condițiile de secetă determină intrarea sării să se apropie de aportul de apă dulce Poughkeepsie. Ultima dată când s-a întâmplat acest lucru, în 1995, apă suplimentară a trebuit să fie vărsată din baraje în amonte pentru a împiedica sarea frontului să devină un pericol pentru sănătatea publică.
Sângele vieții estuarelor
Circulația estuară are o funcție ecologică valoroasă. Debitul continuu de fund oferă un sistem de ventilație eficient, aspirând apă oceanică nouă și expulzând apa salmatică. Dacă nu ar fi acest proces natural de „spălare”, apele estuarului ar deveni stagnante, poluarea s-ar acumula și oxigenul ar fi epuizat.