Onderzoekers van het College of Arts and Sciences begrijpen beter hoe het verlies van gletsjers in de Cordillera Blanca van Peru de watervoorraden beïnvloedt in een regio die reageert op de wereldwijde klimaatverandering.

Laura Lautz G'05, universitair hoofddocent Aardwetenschappen, maakt deel uit van een multinational, interdisciplinair onderzoeksteam dat veldwerk doet in de noordelijke Peruaanse Andes. Zij en andere onderzoekers van A&S hebben de grondwaterhydrologie bestudeerd van proglaciale valleien - gebieden gevormd door gletsjerrecessie - in de met ijs bedekte bergen, de thuisbasis van 's werelds hoogste dichtheid aan tropische gletsjers.

Hun bevindingen maken deel uit van een belangrijk artikel in Hydrologische processen , co-auteur van wetenschappers en ingenieurs van McGill University en École de Technologie Supérieur, beide in Montreal; de Ohio State University (OSU); en het Franse onderzoeksinstituut voor ontwikkeling in Marseille.

"Tropische gletsjers in de Andes trekken zich in een alarmerend tempo terug, Lautz zegt. "Smeltwater van deze gletsjers is belangrijk omdat het de stroming in stand houdt tijdens de droogste maanden van het jaar. Terwijl gletsjers zich terugtrekken en verdwijnen, net als de hoeveelheid smeltwater. Daarom, grondwater opgeslagen in de alpiene valleien van de Cordillera Blanca kan steeds belangrijker worden voor stroomafwaartse gebieden."

De Andes bevat 99 procent van 's werelds tropische gletsjers - langzaam bewegende rivieren van ijs waarvan de hoge ligging vrijwel onaangetast is door zwoele tropische temperaturen. Zulke gletsjers, echter, zijn kwetsbaar voor klimaatverandering. Een studie stelt dat, sinds de jaren 70, Peruaanse gletsjers hebben bijna de helft van hun oppervlakte verloren.

Gezien de dichtheid van gletsjers in de Cordillera Blanca, gemeenschappen stroomafwaarts zijn tijdens de droge wintermaanden (d.w.z. mei-september). Afvloeiing van proglaciale stromen ondersteunt ook kleine boerderijen en commerciële landbouw, opwekking van waterkracht en transnationale mijnbouwactiviteiten.

"Vanwege de afgelegen ligging en de moeilijke bereikbaarheid van de regio, er zijn weinig veldstudies die de ruimtelijke verdeling van grondwaterafvoer effectief in kaart hebben gebracht, ' zegt Lautz. 'Daar gaan we verandering in brengen.'

Terwijl smeltwater afkomstig is van het smelten van ijs en sneeuw, grondwater is het resultaat van neerslag die in het aardoppervlak dringt; wordt ondergronds getransporteerd en keert dan terug naar meren, moerassen en beken.

Lautz schat dat ongeveer de helft van de afvoer in de proglaciale stromen van de Cordillera Blanca afkomstig is van grondwater.

Wat niet begrepen wordt - en dat is de strekking van haar onderzoek - is de ruimtelijke verdeling van de grondwaterafvoer. Met behulp van een model genaamd HFLUX, Lautz en haar team, inclusief postdoctoraal onderzoeksmedewerker Ryan Gordon G'13, Aardwetenschapper AnneMarie Glose G'13 en Ph.D. kandidaat Robin Glas G'18, hebben een energiebalansmodel gemaakt van een stuk rivier in het Huascaran National Park in Peru.

"We hebben stroomtemperatuurwaarnemingen opgenomen, meteorologische metingen en time-lapse, op de grond gebaseerde infraroodbeelden, " zegt Lautz, die een carrière heeft opgebouwd door te bestuderen hoe hydrologische processen de waterkwaliteit en beweging door stroomgebieden beïnvloeden. "Deze informatie heeft ons in staat gesteld om de bruto en netto grondwaterinput te bepalen tot een bereik van de Quilcay River, van oorsprong uit de Cordillera Blanca."

Het team van Lautz ontdekte dat 29 procent van de stroomafvoer bij de uitstroomopening uit grondwater kwam. Bovendien, kleurstoftracering onthulde dat 49 procent van het stroomwater werd uitgewisseld met ondergronds water.

"Deze inzichten in routes van grondwater-oppervlaktewaterinteractie kunnen de hydrologische modellering van proglaciale stroomgebieden in Zuid-Amerika helpen verbeteren, ' zegt Lautz.

Jaarlijkse uitstapjes naar de Cordillera Blanca zijn standaard voor de onderzoeksgroep van Lautz. Vanwege de grote hoogte (meer dan 13, 000 voet) en gebrek aan zuurstof, zij en haar team reizen licht - meestal te voet en met lastdieren - en werken een week per keer.

Lautz verwondert zich over het aantal mensen, velen van hen zijn alumni, betrokken bij haar projecten. Onlangs, ze, Glas en Ph.D. student Emily Baker G'18 voerde een seismisch tomografisch onderzoek uit van een deel van de Cordillera Blanca, met behulp van apparatuur van assistent-professor Robert Moucha. Ze werden bijgestaan ​​door Marty Briggs G'12, een onderzoekshydroloog bij de U.S. Geological Survey; Jeff McKenzie G'00, G'05, universitair hoofddocent aard- en planetaire wetenschappen bij McGill; en Bryan Mark G'01, hoogleraar geografie aan OSU, waar hij ook werkt in het Byrd Polar and Climate Research Center.

"Er is een dorp voor nodig om deze projecten te realiseren, Lautz zegt. "Studenten en alumni zijn essentieel voor ons succes, op de campus en in het veld."