Water quality impacts from tidal flooding in the lower Chesapeake Bay
Questo studio fornisce la prima prova che le inondazioni tidali nella regione di Hampton Roads della Baia di Chesapeake guidano indipendentemente successivi aumenti delle concentrazioni di clorofilla *a* oltre le soglie di deterioramento della qualità dell'acqua, particolarmente durante l'estate e l'autunno quando combinate con alte temperature, luce solare e maree di marea amplificate.
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Nelle acque basse e sinuose dove i fiumi incontrano il mare, una silenziosa lotta per l'equilibrio si consuma ogni giorno. Questi estuari costieri sono spesso soffocati da un eccesso di nutrienti, principalmente azoto e fosforo, che agiscono come fertilizzanti per piante microscopiche chiamate alghe. Quando questi nutrienti arrivano in piccole quantità costanti, le alghe crescono a un ritmo gestibile. Ma quando arrivano in un'ondata improvvisa, le alghe possono moltiplicarsi in modo esplosivo, formando fioriture che bloccano la luce solare e esauriscono l'ossigeno, danneggiando pesci e altra vita acquatica. Per decenni, scienziati e regolatori si sono concentrati sul fermare queste ondate di nutrienti provenienti dalla terraferma, come il deflusso dalle fattorie o dalle strade cittadine durante le forti piogge. Tuttavia, con l'innalzamento del livello del mare, un diverso tipo di movimento dell'acqua sta diventando più frequente: l'inondazione da marea. Questo accade quando l'alta marea spinge l'acqua oltre i bordi della costa e nelle zone pianeggianti, anche senza una tempesta o la pioggia. La domanda che i ricercatori si pongono è se questo innalzamento dell'acqua, semplicemente traboccando dalle rive, trasporti abbastanza nutrienti nascosti da innescare queste fioriture algali nocive da solo.
Nella parte bassa della baia del Chesapeake, specificamente in un estuario urbano poco profondo noto come Lafayette River, un team di ricercatori ha intrapreso un percorso per rispondere a questa domanda. Hanno monitorato il fiume per sei anni, dal 2017 al 2023, utilizzando sensori ancorati ai moli per tracciare livelli dell'acqua, vento, pioggia e la quantità di pigmento verde algale, noto come clorofilla, nell'acqua. Il loro obiettivo era vedere se i periodi di acqua alta, in cui la marea semplicemente strisciava sulla terraferma, fossero seguiti da picchi nella crescita algale. I ricercatori hanno scoperto che la risposta è sì. Per oltre metà del tempo, hanno osservato che i livelli d'acqua elevati, la pioggia o i venti forti erano seguiti da un aumento delle alghe entro pochi giorni. Ciò che è stato più sorprendente è che l'acqua alta da sola, senza l'aiuto di pioggia o vento, era spesso sufficiente a causare una fioritura algale. Infatti, quando il livello dell'acqua si alzava abbastanza da inondare le strade, la concentrazione di alghe saltava frequentemente ben al di sopra del limite locale per la qualità dell'acqua sicura, che è fissato a 20 microgrammi per litro.
Lo studio ha rivelato che questo processo non è solo un evento isolato, ma un modello ricorrente legato al ritmo delle maree e delle stagioni. I ricercatori hanno notato che la connessione tra l'acqua alta e le fioriture algali era più forte durante i mesi estivi e autunnali. Durante queste stagioni, l'acqua è calda e le giornate sono lunghe, condizioni che agiscono come un semaforo verde per la crescita algale. Quando le maree spingevano abbastanza in alto da inondare la terraferma durante questi mesi caldi, l'acqua portava con sé un carico di nutrienti che erano rimasti depositati sulle strade e nel suolo. Anche senza una tempesta per lavare via i nutrienti, il semplice atto della marea che saliva e scendeva sulla terraferma era sufficiente per rimescolare questi nutrienti e nutrire le alghe. I ricercatori hanno anche esaminato quanto durasse l'inondazione. Hanno scoperto che nei mesi in cui l'acqua rimaneva sopra la linea di inondazione per più di 60 ore, il legame tra l'acqua alta e le fioriture algali diventava ancora più forte. Ciò suggerisce che più a lungo l'acqua staziona sulla terraferma, più nutrienti può raccogliere e consegnare al fiume.
Sebbene i ricercatori abbiano confermato che l'inondazione da marea può guidare la crescita algale, hanno anche scoperto che la storia è complessa. A volte, una tempesta massiccia con forti piogge e venti intensi lavava via le alghe, rendendo l'acqua più limpida anziché più verde. Ciò accadeva nei mesi in cui l'inondazione era estrema, suggerendo che esiste un punto di rottura in cui la forza dell'acqua diventa troppo grande perché le alghe possano sopravvivere. Tuttavia, in molti altri casi, la combinazione di alte maree, pioggia e vento lavorava insieme per creare la tempesta perfetta per una fioritura. Lo studio ha dimostrato che quando tutti e tre i fattori accadevano contemporaneamente, i livelli di alghe potevano schizzare oltre i 100 microgrammi per litro, un livello che rappresenta una significativa minaccia per l'ecosistema. I ricercatori hanno anche notato che anche piccole quantità di inondazione, durate solo poche ore, potevano talvolta innescare una fioritura se l'acqua era già calda e la terra era stata asciutta per un po', permettendo l'accumulo di nutrienti.
Questa ricerca cambia il nostro modo di intendere la salute delle acque costiere. Per anni, gli sforzi per pulire la baia del Chesapeake si sono concentrati sulla riduzione dell'inquinamento proveniente da tubature e campi. Ma questo studio suggerisce che, con l'innalzamento del livello del mare, le maree stesse stanno diventando una fonte primaria di inquinamento. L'acqua che inonda le strade non è solo acqua marina pulita; è un vettore di nutrienti che possono alimentare nocive fioriture algali. I ricercatori hanno scoperto che, nel Lafayette River, il carico di nutrienti trasportato da queste inondazioni tidali può essere massiccio, superando talvolta l'intero carico di azoto consentito di entrare nel fiume da tutte le altre fonti combinate. Ciò significa che anche se fermassimo tutto l'inquinamento proveniente dalla terraferma, l'innalzamento del mare potrebbe comunque mantenere l'acqua insalubre portando con sé la propria scorta di nutrienti. Lo studio non offre una soluzione semplice, ma fornisce un chiaro avvertimento: man mano che le maree si alzano più in alto e con maggiore frequenza, continueranno a nutrire le alghe, rendendo più difficile il ripristino della baia verso uno stato sano. Le conclusioni suggeriscono che i futuri piani per proteggere le acque costiere devono tenere conto di questa nuova, crescente fonte di inquinamento, o rischiano di vedere la qualità dell'acqua peggiorare nonostante i nostri migliori sforzi per pulire la terraferma.
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