In de eerste helft van de 19e eeuw begonnen mensen de waterkwaliteit in de Chesapeake Bay meetbaar en negatief te beïnvloeden, volgens een onderzoek van oosterse oesters door onderzoekers van de Universiteit van Alabama.

Het werk, gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , laat zien dat het effect van vervuiling iets eerder verschijnt dan eerder werd gedacht, maar het bevestigt over het algemeen dat toenemende ontbossing en industrialisatie rond de baai leidden tot problemen met de waterkwaliteit vóór de burgeroorlog, wat is aangetoond door andere onderzoeken met verschillende testmethoden.

De studie toont aan dat het gebruik van oesterschelpen van archeologische vindplaatsen een effectieve manier is om de milieueffecten van afvalinput op estuaria te meten, met name stikstofniveaus die de schelpchemie van de oester beïnvloeden, aangezien deze zich voedt met voedingsstoffen in het water, volgens het papier.

"We waren een van de eersten die dit op archeologische schelpen probeerden, en de eerste die een oude periode van vervuiling identificeerde met behulp van deze methode, " zei Dr. C. Fred T. Andrus, universitair hoofddocent en voorzitter van de afdeling geologische wetenschappen van de UA.

"Dit kan voor ons een goede manier zijn om te leren hoe de basislijn van schoon water eruit ziet. Het vertelt ons de natuurlijke hoeveelheid dierlijk en menselijk afval dat in een baai zou moeten gaan, wat van belang is omdat de visserij waarvan we afhankelijk zijn, enorm kan worden beschadigd door een teveel aan stikstof."

Het onderzoek werd geleid door Heather Black, een voormalige student in het laboratorium van Andrus die haar bachelor- en masterdiploma in geologie behaalde aan de UA en nu promoveert aan de Florida International University.

Co-auteurs op het papier zijn Andrus; WJ Lambert, een afgestudeerde aan de UA die nu het stabiele isotopenlaboratorium in Alabama runt; Dr. Torben Rick, conservator Noord-Amerikaanse archeologie in het Smithsonian Natural History Museum; en Dr. David P. Gillikin, universitair hoofddocent geologie aan het Union College.

Zwart koos de Chesapeake vanwege de zware vervuiling, vroege kolonisatie in de Amerikaanse geschiedenis en overvloed aan oude afvalbergen met afgedankte oesterschelpen, of shell middens, ze zei.

Hoewel stikstof noodzakelijk is voor het leven en een gezond deel van de kustwateren, te veel stikstof verandert het ecosysteem. Gevonden in menselijk en dierlijk afval, toenemende hoeveelheden stikstof begonnen de baai in te spoelen toen het midden van de Atlantische Oceaan veranderde door Europese kolonisten.

Hoe belangrijk het ook is voor het leven, historische stikstofniveaus zijn moeilijk te beoordelen, en er gaat in de loop van de tijd veel organisch materiaal verloren. schelpen, Hoewel, zijn verschillend.

Zittend op de bodem van de baai, niet in staat om te bewegen en veel te eten van wat erover spoelt, de oostelijke oester heeft een grote tolerantie voor veranderingen in het water. Dienen als een filter terwijl het voedt, de oester wordt een verslag van veranderingen in het milieu door organische materialen in zijn schaal op te nemen.

Door chemische analyse van de groeibanden van de schelp - die enigszins lijken op boomringen - kunnen wetenschappers enkele van de omgevingsomstandigheden bepalen tijdens de levensduur van een oester.

Met behulp van schelpen verzameld tijdens archeologische opgravingen door het Smithsonian Institution daterend van ongeveer 1200 tot 1900, Black vergeleek de verhoudingen van stikstofisotopen die in de schelpen zijn opgeslagen met moderne schelpen die zijn geoogst in de buurt van een dok in het Smithsonian Environmental Research Center in Edgewater, Maryland.

Ze schraapte kleine hoeveelheden poeder uit de binnenkant van de schaal om een ​​gemiddelde stikstofisotoop door het leven van de oester te krijgen. De resultaten laten een duidelijke verschuiving zien in stikstofbronnen tussen 1800 en 1850, die vandaag een snelle toename van stikstof in gang zet.

"De meeste mensen denken misschien dat dat soort vervuiling - een hoeveelheid stikstof die een beetje buiten de hitlijsten staat - pas bijna in de Tweede Wereldoorlog optreedt, maar het ziet eruit als 100 jaar eerder, dat soort zware impact is al gevoeld, ' zei Andrus.

Eerder onderzoek met behulp van kernen van sedimenten gegraven uit de bodem van de baai toonde vergelijkbare niveaus van stikstof in ongeveer dezelfde periode, maar het gebruik van schelpen van archeologische vindplaatsen is gemakkelijker te dateren, zei Andrus. Voor een, ze dateren uit de archeologische vindplaats vanwege aangrenzende artefacten die overeenkomen met een specifieke tijd. In aanvulling, radiokoolstofdatering van de afzettingen kan de leeftijd van de schelpen bepalen.

sediment, anderzijds, kan ronddraaien en ontwrichten en zich ophopen met variabele snelheden, waardoor datering minder nauwkeurig is dan met schelpen, hij zei.

"Elke manier waarop je iets meet, heeft zijn problemen, en we kwamen hier vanuit een andere hoek, "Zei Andrus. "Het is een zeer robuuste vorm van replicatie die ons vertelt dat de Chesapeake Bay eerder vervuild was dan we dachten, maar de grotere implicatie is dat het aantoont dat dit een echt handig hulpmiddel is voor deze meting."

Er zijn al pogingen om dit in andere kustwateren te proberen. Een andere student van Andrus voerde soortgelijk werk uit in de haven van Charleston, en de resultaten daar laten zien dat oesters nu onder vergelijkbare stikstofniveaus leven als in de prehistorie, ondanks een toename van stikstof in het midden van de 20e eeuw, hij zei.

Een paper over dat project is in afwachting van publicatie.

Voor de Chesapeake, saneringsinspanningen zijn aan de gang, en Andrus hoopt dat dit werk kan helpen om te begrijpen hoe een gezonde baai eruitziet.

"Dit werk biedt informatie voor mensen die geïnteresseerd zijn in sanering om een ​​gezond doelwit te zien, overwegende dat de meeste directe metingen van stikstofniveaus pas teruggaan tot de jaren zeventig, " zei hij. "Die metingen zouden vrijwel zeker al het product van afval zijn. Of dit realistische doelen zijn om het water schoon te maken, hangt grotendeels af van het waterlichaam, maar het geeft je in ieder geval een kader."