Zašto visinska jezera Stenovitih planina postaju zelena: naučnici objašnjavaju rast algi i rizike za ekosisteme

Jednog sunčanog jutra u julu, na Turkey Creek Lakeu u San Huanskim planinama Kolorada, istraživači su iz čamca izvukli plutajuću novu i niz senzora koji su mesecima mereni ispod površine. Umesto kristalno plave vode na koju su navikli, zatekli su neprozirno, bledo-zelenu masu algi — znak da se tradicionalno čista planinska jezera brzo menjaju.

To understand how the water is changing, ecologists filter water samples. The vial shown on the right holds murky fluid teeming with algae.Matt Nager

Šta su našli na terenu

Isabella Oleksy, ekolog sa Univerziteta Colorado Boulder, i njen tim zabeležili su drastičan pad vidljivosti (sa ~6 m na ~1,2 m) i nagli pad rastvorenog kiseonika na dubinama od 9–12 m, što ukazuje na jaku algalnu produkciju i anoksične uslove u dnu. Filter-papiri iz uzoraka postali su preplavljeni nitastim algama, a laboratorijska analiza sedimentnih jezgara pokazuje porast hlorofila i algalne biomase u poslednjim decenijama.

The vivid green muck left behind on the filter paper is filamentous algae, confirming the lake is moving toward a nutrient-rich future.Matt Nager

Glavni uzroci

Atmosfersko unošenje nutrijenata: izduvni gasovi iz vozila i industrije, amonijak iz đubriva i prašina bogata fosforom mogu da putuju stotinama kilometara i talože se u alpskim slivovima. Čak i male količine azota i fosfora mogu izazvati obilne cvetove algi.

Katie Gannon filters water at Sky Pond. She uses these samples to distinguish organic matter produced from algae from material washing in from the surrounding landscape--a key step in understanding the shifting chemistry of alpine lakes.Matt Nager

Lokalni izvori: u slučaju Turkey Creek Lakea, obala je okružena obolelim smrčama koje su pre oko 15 godina ubile bube-kora; truljenje tih stabala oslobodilo je pohranjene nutrijente koji su oticali u jezero. Takođe, požari i otapanje glečera oslobađaju i mobilizuju dodatni azot i fosfor.

Lab manager Charlie Dougherty and researcher Mary Jade Farruggia paddle across Sky Pond. Their sampling adds to a dataset amassed over decades, showing algal biomass here has doubled since 1950.Matt Nager

Klimatske promene: topliji uslovi ubrzavaju topljenje snega, skraćuju period leda, i povećavaju temperaturu vode — sve pogoduje višoj algalnoj produktivnosti i može promeniti sastav vrste algi.

This cylinder snaps shut to trap water at specific depths. Although this sample from Sky Pond looks transparent--a sharp contrast to Turkey Creek Lake--it holds invisible chemical clues. Analysis will reveal how nitrogen and a warming planet are slowly altering even the clearest alpine lakes.Matt Nager

Posledice za ekosisteme i ljude

Smanjen kiseonik u dubljim slojevima dovodi do oslobađanja vezanog fosfora iz sedimenta, što može podstaći nove cvetove i stvoriti začarani krug. Promena u sastavu mikroalgi — od masnoćama bogatih diatomeja ka manje hranljivim zelenim algama — može smanjiti kvalitet hrane za ribe i poremetiti hranidbene mreže.

Thriving in nutrient-rich water, microscopic algae form abstract, ethereal filaments. They create the blooms that are slowly reshaping the character of the Rocky Mountain high country.Matt Nager

Još veći rizik je pojava cijanobakterija: tim je u uzorcima identifikovao filamente roda Dolichospermum, koji neke vrste znače sposobnost proizvodnje toksina. Uzorci su bili negativni za dva uobičajena toksina, ali tim nije testirao na anatoksin (poznat i kao "Very Fast Death Factor") jer nije bio dostupan odgovarajući konzervans — primer koliko logistika može ograničiti procenu rizika.

Even Sky Pond is under threat.Matt Nager

Izazovi praćenja i upravljanja

Većina planinskih jezera (procene kažu >12.000 u kontinentalnom delu SAD) je teško dostupna za redovne terenske inspekcije. Satelitsko praćenje (npr. Sentinel-3) pogađa velika vodena tela, ali većina visokoplaninskih bara i jezera je premala da bi bila pouzdano detektovana. Tako neke opasne pojave ostaju neprimećene dok ne postanu očite lokalnim posmatračima.

Za sisteme javnog vodosnabdevanja to znači veće troškove prečišćavanja: lokalni vodovodi, kao što je Pagosa Area Water and Sanitation District, već koriste sredstva poput bakar-sulfata za neutralisanje cvetova, ali to povećava troškove i ne rešava osnovne uzroke.

Šta dalje?

Studije sedimenata iz Sky Ponda, The Loch i drugih jezera pokazuju da se biomasa algi u nekim planinskim jezerima više nego udvostručila od 1950-ih, u korelaciji sa regionalnim porastom atmosferskih nutrijenata i promenama klime. To potvrđuje potrebu za kombinacijom lokalnog terenskog praćenja, boljih satelitskih alata za male vodene površine, i politika koje smanjuju emisije azota i fosfora.

"Klimatske promene su ono što sva ova jezera imaju zajedničko," kaže Oleksy — i upravo one pojačavaju efekte udaljenih i lokalnih izvora zagađenja.

Upper Fourmile Lake, samo kilometar i nešto više nadmorske visine iznad Turkey Creek-a, pokazuje da su lokalne varijacije (npr. nadmorska visina, topografija i lokalni izvori nutrijenata) presudne: dok jedno jezero još uvek blista, drugo već ukazuje na buduću realnost za mnoge planinske vode.

Zaštićene, ali ranjive alpske vode zahtevaju ciljane strategije: unapređeno praćenje, smanjenje emisija nutrijenata na izvoru, restauraciju šuma i slivova i lokalne planove za reagovanje na toksične cvetove. Bez takvih mera, mnoge planinske oaze mogu postati zelene i toksične — i sve manje pogodne za život, rekreaciju i snabdevanje vodom.