Terwijl het grootste deel van de natuur vredig slaapt tijdens strenge Canadese winters, meren zijn meer dan wakker onder hun dikke, ijzige dekens.

Universiteit van Saskatchewan Ph.D. studente Emily Cavaliere en haar begeleider Helen Baulch hebben ontdekt dat een chemisch reinigend proces dat 'denitrificatie' wordt genoemd, helpt de waterkwaliteit van prairiemeren in de winter op peil te houden - een eerdere wetenschappelijke onbekende.

"Mijn werk heeft de veronderstelling van wetenschappers ontkracht dat meren inactief zijn tot de lente komt, zei Cavaliere. Waar water is, er is leven."

Door stikstof op te nemen, "vriendelijke" bacteriën die in het sediment van meren leven, verwijderen deze voedingsstof permanent uit het water. Dit denitrificatieproces is cruciaal voor het behoud van de waterkwaliteit.

Met resultaten gepubliceerd in het tijdschrift Biogeochemie , Baulch en Cavaliere hebben als eersten bewijs gevonden dat denitrificatie in meren onder ijs even snel plaatsvindt als in de zomer. Wetenschappers hebben tot nu toe aangenomen dat koude temperaturen denitrificatie zouden vertragen.

Overmatige voedingsstoffen kunnen algenbloei veroorzaken. Deze bloemen leiden tot een slechte waterkwaliteit, de kosten voor de behandeling van water verhogen. Deze slijmerige plantachtige organismen krijgen een groeiboost wanneer voedingsstoffen zoals stikstof of fosfor in het water terechtkomen.

"Emily's werk zal ons helpen begrijpen hoe de snelheid van de kringloop van nutriënten in het water in de toekomst zal veranderen, als de winter korter wordt, " zei Bauch, professor aan de U of S School of Environment and Sustainability (SENS) en supervisor van Cavaliere. "Dit is essentieel om de toekomstige waterkwaliteit te begrijpen en om onze watervoorraden beter te beheren."

Cavaliere heeft ontdekt dat het reinigingsproces in de winter aan de gang is omdat het stikstofgehalte in het water nog steeds hoog is. Dit zorgt ervoor dat bacteriën denitrificatie volhouden, ongeacht de temperatuur.

Drie lange winters, ze bracht uren buiten door met het verzamelen van water- en sedimentmonsters van negen Saskatchewan-meren. Ze moest leren ijs te boren met een boor, dezelfde soort die wordt gebruikt voor ijsvissen. Het leek in niets op de milde winters in Oregon die ze thuis had meegemaakt, ze zei.

"Winteronderzoek is echt zeldzaam over de hele wereld, maar vooral in Saskatchewan, waar koud weer voor uitdagingen zorgt, zelfs voor de dapperste student, ’ zei Bauch.

Met een plan om binnenkort af te studeren en daarna een postdoctorale beurs te volgen, Cavaliere hoopt wintergeheimen te blijven onderzoeken die verborgen zijn onder het oppervlak van meren.

De volgende grote vraag die zij en Baulch zullen aanpakken, is de impact die klimaatverandering, met mogelijk kortere en mildere winters, zal hebben over de verwijdering van stikstof in meren en hoe de algenbloei op zijn beurt zal worden beïnvloed.

"We verwachten dat meren kwetsbaarder zullen worden voor vervuiling door nutriënten, simpelweg als gevolg van de opwarming van het water, "zegt Baulch. "Dit betekent dat we meer frequente en ernstigere bloemen verwachten."