Aangezien de temperaturen begin september stijgen, is het duidelijk dat de zomers in Colorado langer duren. Ze beginnen ook eerder, met bergsneeuw die in mei wegsmelt in plaats van juni.

Terwijl de lente elk jaar overgaat in de zomer op Niwot Ridge, net ten noorden van Nederland, maken sneeuwbanken plaats voor kleine struiken en kleurrijke korstmossen op deze blootgestelde toendra, die lijkt op een koraalrif op 10.000 voet boven zeeniveau. Een deel van het landschap zal binnenkort ook bedekt zijn met wat meer lijkt op hopen chocoladeschilferijs.

De afgelopen vijf jaar heeft een klein team van onderzoeksassistenten en vrijwilligers eind mei Niwot Ridge beklommen om de weg vrij te maken voor een uniek experiment waarbij ze 5.000 pond zwart zand over delen van het resterende sneeuwpakket verspreidden.

Hun doel? Om de niet zo verre toekomstige effecten van een opwarmende planeet op alpine ecosystemen te simuleren. Onderzoekers willen weten wat er kan gebeuren als de sneeuwlaag in de bergen eerder smelt en de zomer elk jaar langer duurt als gevolg van stijgende temperaturen door klimaatverandering.

"We zien een grote invloed van deze langere zomers. Als dingen eerder opwarmen en smelten, lijken dat jaren te zijn die het systeem echt beïnvloeden - de planten, de pika's en de waterkwaliteit", zegt Katharine Suding, hoofdonderzoeker van het project, en hoogleraar onderscheiding bij de afdeling Ecologie en Evolutionaire Biologie en het Instituut voor Arctisch en Alpine Onderzoek (INSTAAR). "En de beste manier om erachter te komen wat er in de toekomst zou kunnen gebeuren, is door het uit te testen."

Het team van Suding gebruikt eenvoudig, goedkoop en milieuvriendelijk zand om op natuurlijke wijze meer zonlicht aan te trekken, sneeuw op te warmen en sneller te laten smelten. Het is gemaakt van dezelfde glasachtige silicadeeltjes die worden gebruikt in vuurkorven en asbakken.

Elk seizoen verspreidt het team het zand op de sneeuw op vijf testpercelen over de bergkam, waarbij de sneeuw ernaast onaangeroerd blijft. Gedurende de zomer voeren tientallen afgestudeerde studenten, vrijwilligers en docenten bodemsensoren uit, verzamelen ze vegetatie en verzamelen ze gegevens over bestuivers om te zien welke veranderingen, indien aanwezig, de sneeuw die eerder smelt op de toendra eronder veroorzaakt.

Het project is slechts een van de tientallen onderzoeksprojecten die zijn uitgevoerd door wetenschappers van CU Boulder en partnerinstellingen in het eeuwenoude Mountain Research Station. De inspanning maakt ook deel uit van het Niwot Ecologisch Onderzoeksprogramma op lange termijn.

"Het is een behoorlijk ambitieus project", zegt Jennifer Morse, klimaattechnicus bij het Mountain Research Station, die toezicht houdt op de uitvoering van experimenten zoals deze.

Het simuleren van vroege sneeuwsmelt

Peak snowpack vindt meestal plaats rond eind mei of begin juni, hoewel het in eerste instantie een verkeerde benaming lijkt. Terwijl de sneeuw op sommige plaatsen nog meters diep is en sneeuwschoenen of ski's nodig hebben om over te steken, is die op andere al lang verdwenen. Het doel is om het zand aan te brengen wanneer de sneeuw zich niet meer ophoopt en in plaats daarvan begint te smelten, zodat het zand dat ze aanbrengen niet wordt bedekt door extra sneeuwval.

Deze timing zorgt voor een formidabele prestatie. Om in het late voorjaar 5.000 pond zand de berg op te slepen, is het gebruik van een utility task vehicle (UTV) met sneeuwtreden vereist, aangezien winderige en smeltende sneeuwhopen langs de weg van het station naar de locaties onmogelijk zouden zijn voor een gewoon voertuig.

Nadat de onderzoekers de bergkam hebben gereden of geskied, bezoeken ze in de loop van een paar dagen elk van de vijf proefpercelen. Ze verzamelen eerst met vaste tussenpozen sneeuwdieptemetingen aan beide zijden van elk testperceel, wat ze elke twee weken zullen doen totdat de sneeuw volledig is gesmolten.

De onderzoekers pakken vervolgens zakken met zwart zand van 50 pond uit de grote bakken die werden gebruikt om ze naar de bergkam te transporteren. Ze positioneren zich langs de randen van de ene helft van het testveld en zorgen ervoor dat ze er niet in stappen. Met groot enthousiasme gooien ze handenvol zand de lucht in en de sneeuw in. Terwijl het landt, nestelt het zich in het witte, natte spul zoals zwarte snoephagelslag. Ze werken rond het perceel om 10 zakken zand - 500 pond per perceel - te legen om een ​​gigantische rechthoek te creëren die lijkt op een bak met koekjes en room ter grootte van een berg.

De methode bootst een natuurlijk fenomeen na, omdat stofstormen soms een fijn laagje stof of zand op de sneeuw in de bergen blazen, waardoor het sneller smelt. Maar het is allemaal met de hand gedaan voor dit experiment, en het is hard werken om zware zakken zand rond te slepen, vooral op 3000 voet boven zeeniveau.

"Zelfs iets eenvoudigs hier is moeilijk", zei Samuel Yevak, professionele onderzoeksassistent en Limnology Field Lead bij het Niwot Ridge Long Term Ecological Research (LTER), terwijl hij op 17 mei 2022 leiding gaf aan de toepassing van blanco zand op verschillende testpercelen. .

In de komende twee maanden smelt de sneeuw aan beide kanten van het perceel, maar de kant met het zwarte zand smelt veel sneller. Zelfs een week later was de kant met het zwarte zand op een van de percelen op het zuidoosten half mei al zo goed als verdwenen.

"Wit reflecteert meer licht en de donkere kleuren absorberen meer licht, dus het zand wordt er bovenop verspreid, waardoor de sneeuw sneller smelt, wat een simulatie is van het vroege smelten van sneeuw. Dit helpt ons na te denken over klimaatopwarming en waar we naartoe gaan in de toekomst," zei Yevak. "We zullen waarschijnlijk meer en meer vroege sneeuwsmelt zien."

Wanneer alle sneeuw aan beide kanten smelt, verspreiden ze een gelijke hoeveelheid zand (nog eens 500 pond) aan de controlekant van het perceel om eventuele effecten van het zand zelf op hun gegevensverzameling teniet te doen.

De veranderende snelheid van seizoenen

Suding hoopt beter te begrijpen hoe deze toename van de snelheid van het smelten van de sneeuw de onderliggende vegetatie, de bodem en het water stroomafwaarts beïnvloedt. Ze ziet al wat kleine veranderingen.

"Het groeiseizoen begint eerder, dingen worden sneller groen en ze hebben een langere groeiperiode", zegt Suding. "Maar het andere interessante dat er gebeurt, is dat planten eerder sluiten. Wat we denken dat er gebeurt, is dat de bodem eerder uitdroogt, en het is vochtstress die het groeiseizoen beëindigt. Dus we vervroegen de start van het seizoen , maar het heeft ook gevolgen voor het einde van de zomer."

Het experiment met zwart zand zal nog twee of drie jaar duren, totdat het zand voldoende ophoopt om de gegevensverzameling te beïnvloeden. Maar het werk zal voortleven door de volgende experimenten die Suding en anderen op het Mountain Research Station gebruiken om de vragen te beantwoorden die uit dit werk voortvloeien. Het experiment zal ook helpen bij het informeren van degenen die stroomafwaarts wonen, inclusief de stad Boulder en zijn waterafdeling.

"De eerdere uitsmelting op Niwot Ridge heeft invloed op de hoeveelheid water die Boulder ontvangt en de waterkwaliteit," zei Suding.

Omdat het een van de meest biodiverse gebieden in Boulder County is, kan het begrijpen van veranderingen in het Niwot Ridge-ecosysteem Rocky Mountain National Park helpen hun natuurlijke hulpbronnen in het noorden te beheren en zelfs stedelijke groepen zoals de Denver Botanical Society voor de komende decennia te informeren.

"Veel van onze partners willen op feiten gebaseerde beslissingen nemen over hoe ze hun natuurlijke hulpbronnen beheren", zegt Suding. + Verder verkennen

Na bosbranden kunnen verschroeide bomen de watervoorziening verstoren