Water quality impacts from tidal flooding in the lower Chesapeake Bay
Este estudio proporciona la primera evidencia de que las inundaciones por mareas en la región de Hampton Roads en la Bahía de Chesapeake impulsan de manera independiente aumentos subsecuentes en las concentraciones de clorofila *a* que exceden los umbrales de deterioro de la calidad del agua, particularmente durante el verano y el otoño cuando se combinan con altas temperaturas, luz solar y mareas de primavera amplificadas.
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En las vías fluviales poco profundas y sinuosas donde los ríos se encuentran con el mar, una lucha silenciosa por el equilibrio se desarrolla cada día. Estos estuarios costeros suelen estar sofocados por un exceso de nutrientes, principalmente nitrógeno y fósforo, que actúan como fertilizante para plantas microscópicas llamadas algas. Cuando estos nutrientes llegan en cantidades pequeñas y constantes, las algas crecen a un ritmo manejable. Pero cuando llegan en un flujo repentino, las algas pueden multiplicarse explosivamente, formando floraciones que bloquean la luz solar y agotan el oxígeno, perjudicando a los peces y otra vida acuática. Durante décadas, científicos y reguladores se han centrado en detener estas llegadas repentinas de nutrientes provenientes de la tierra, como la escorrentía de granjas o calles de la ciudad durante lluvias intensas. Sin embargo, a medida que el nivel del mar aumenta, un tipo diferente de movimiento de agua se está volviendo más frecuente: la inundación por marea. Esto ocurre cuando las mareas altas empujan el agua sobre los bordes de la costa y hacia zonas bajas, incluso sin una tormenta o lluvia. La pregunta que enfrentan los investigadores es si este aumento del nivel del agua, simplemente al desbordarse sobre las orillas, transporta suficientes nutrientes ocultos para desencadenar estas floraciones de algas nocivas por sí solo.
En la parte baja de la Bahía de Chesapeake, específicamente en un estuario urbano poco profundo conocido como el río Lafayette, un equipo de investigadores se propuso responder a esta pregunta. Monitorearon el río durante seis años, de 2017 a 2023, utilizando sensores anclados a muelles para rastrear los niveles de agua, el viento, la lluvia y la cantidad de pigmento verde de las algas, conocido como clorofila, en el agua. Su objetivo era ver si los periodos de agua alta, donde la marea simplemente se deslizaba sobre la tierra, eran seguidos por picos en el crecimiento de las algas. Los investigadores descubrieron que la respuesta es sí. Más de la mitad de las veces, observaron que los niveles de agua altos, la lluvia o los vientos fuertes fueron seguidos por un aumento de las algas en pocos días. Lo que fue más sorprendente fue que los niveles de agua altos por sí solos, sin lluvia ni viento que ayudaran, fueron a menudo suficientes para causar un florecimiento de algas. De hecho, cuando el nivel del agua subía lo suficiente como para inundar las calles, la concentración de algas frecuentemente saltaba muy por encima del límite local para una calidad de agua segura, que se establece en 20 microgramos por litro.
El estudio reveló que este proceso no es solo un evento único, sino un patrón recurrente ligado al ritmo de las mareas y las estaciones. Los investigadores notaron que la conexión entre el agua alta y las floraciones de algas era más fuerte durante los meses de verano y otoño. Durante estas estaciones, el agua está cálida y los días son largos, condiciones que actúan como una luz verde para el crecimiento de las algas. Cuando las mareas empujaban lo suficientemente alto como para inundar la tierra durante estos meses cálidos, el agua traía consigo una carga de nutrientes que habían estado reposando en las calles y en el suelo. Incluso sin una tormenta para lavar los nutrientes, el simple acto de la marea subiendo y bajando sobre la tierra era suficiente para remover estos nutrientes y alimentar a las algas. Los investigadores también observaron cuánto duraba la inundación. Encontraron que en los meses donde el agua permanecía por encima de la línea de inundación durante más de 60 horas, el vínculo entre el agua alta y las floraciones de algas se volvía aún más fuerte. Esto sugiere que cuanto más tiempo permanece el agua sobre la tierra, más nutrientes puede recoger y entregar al río.
Si bien los investigadores confirmaron que las inundaciones por marea pueden impulsar el crecimiento de algas, también encontraron que la historia es compleja. A veces, una tormenta masiva con lluvias intensas y vientos fuertes lavaría las algas, aclarando el agua en lugar de hacerla más verde. Esto sucedía en meses donde la inundación era extrema, sugiriendo que existe un punto de inflexión donde la fuerza del agua se vuelve demasiado fuerte para que las algas sobrevivan. Sin embargo, en muchos otros casos, la combinación de mareas altas, lluvia y viento trabajaba en conjunto para crear la tormenta perfecta para una floración. El estudio mostró que cuando los tres factores ocurrían al mismo tiempo, los niveles de algas podían dispararse a más de 100 microgramos por litro, un nivel que representa una amenaza significativa para el ecosistema. Los investigadores también señalaron que incluso pequeñas cantidades de inundación, que duraban solo unas pocas horas, podían a veces desencadenar una floración si el agua ya estaba cálida y la tierra había estado seca por un tiempo, permitiendo que los nutrientes se acumularan.
Esta investigación cambia nuestra comprensión de la salud de las aguas costeras. Durante años, los esfuerzos para limpiar la Bahía de Chesapeake se han centrado en reducir la contaminación de tuberías y campos. Pero este estudio sugiere que, a medida que el nivel del mar continúa aumentando, las mareas mismas se están convirtiendo en una fuente importante de contaminación. El agua que inunda las calles no es solo agua de mar limpia; es un portador de nutrientes que pueden alimentar las floraciones de algas nocivas. Los investigadores encontraron que, en el río Lafayette, la carga de nutrientes entregada por estas inundaciones de marea puede ser masiva, superando a veces la cantidad total de nitrógeno permitido para entrar al río de todas las demás fuentes combinadas. Esto significa que incluso si detuviéramos toda la contaminación de la tierra, el aumento del nivel del mar aún podría mantener el agua insalubre al traer su propio suministro de nutrientes. El estudio no ofrece una solución simple, pero proporciona una advertencia clara: a medida que las mareas suben más alto y con mayor frecuencia, continuarán alimentando a las algas, haciendo más difícil restaurar la bahía a un estado saludable. Los hallazgos sugieren que los planes futuros para proteger las aguas costeras deben tener en cuenta esta nueva y creciente fuente de contaminación, o correr el riesgo de ver cómo la calidad del agua empeora a pesar de nuestros mejores esfuerzos por limpiar la tierra.
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