Om inzicht te krijgen in hoe meren ademen, EPFL-wetenschappers hebben zuurstoftekort bestudeerd in de diepten van het Meer van Genève - de eerste keer dat dergelijk onderzoek is uitgevoerd. Door kerngegevens te verzamelen, ze waren in staat om hun begrip van het ecosysteem van het meer te vergroten en hoe het zich in de loop van de tijd waarschijnlijk zal ontwikkelen.

In de herfst, meren ondergaan hun jaarlijkse wateruitwisseling als harde wind, instromen van rivieren en variaties in watertemperatuur vermengen het water. Tijdens deze koudere maanden, het oppervlaktewater, die rijk is aan zuurstof, koelt, zinkt en vermengt zich met de diepere lagen, die verse zuurstof in de diepten van de meren brengt. Maar omdat het meer van Genève zo diep is - 310 meter naar beneden - is de wateruitwisseling slechts gedeeltelijk. Het meer wordt slechts om de acht jaar volledig van zuurstof voorzien. Een langdurig zuurstoftekort zou de flora en fauna in de diepten van het meer kunnen vernietigen.

Om beter te begrijpen hoe meren ademen, Robert Schwefel van EPFL's Physics of Aquatic Systems Laboratory onderzocht de diepten van het Meer van Genève om daar het zuurstofgehalte te meten. Hij nam monsters op verschillende diepten met behulp van een robot die enkele honderden meters kan dalen. Dankzij de microsondes van de robot, hij kon de zuurstofconcentratie micrometer voor micrometer meten, zowel in het water als in het sediment. Op zeven locaties zijn monsters genomen, en de resultaten waren veelzeggend:"We waren in staat om gegevens te verzamelen die essentieel zijn voor het schatten van zuurstofdepletie in het sediment - iets dat nog nooit eerder in het veld was gemeten."

175 natuurlijke meren in Zwitserland en evenveel redenen om je zorgen te maken

Sinds het midden van de vorige eeuw is antropogene – of menselijke – activiteit heeft geleid tot een stijging van de watertemperatuur en tot eutrofiëring, waarbij voedingsstoffen zich ophopen in water en algen doen vermenigvuldigen. Dat heeft de hele ecosystemen van meren gedestabiliseerd. Vroeger, giftige chemicaliën en ander afval werden vroeger afgevoerd via drainagesystemen die rechtstreeks in onze meren liepen, omdat men dacht dat de meren zichzelf konden reinigen. Echter, bleek dat dit niet het geval was, en vanaf de jaren zestig werden er maatregelen genomen:de waterzuiveringsinstallaties werden verbeterd, en in 1985 werd een verbod ingesteld op fosfaten in waspoeders. De meren van Zwitserland zijn veel schoner geworden. Nog, ondanks al deze inspanningen, ze hebben nog steeds niet genoeg zuurstof.

Met alle algen die zich de afgelopen 50 jaar hebben opgehoopt, er is een enorme hoeveelheid organisch materiaal in diepwatersediment, en de bacteriën die deze stof afbreken, verbruiken veel zuurstof. "Alleen omdat we de hoeveelheid fosfaten uit de landbouw en de industrie hebben verminderd, betekent niet dat alles is zoals het zou moeten zijn. Het zal even duren voordat onze meren weer goed kunnen ademen, " zegt Damien Bouffard, die bij het onderzoek betrokken was.

Door de zuurstofconcentratie nauwkeurig te meten in hele waterkolommen en het sediment eronder, konden de onderzoekers verklaren hoe de zuurstof wordt uitgeput, waarbij het sediment verantwoordelijk is voor 30% van de totale zuurstofdepletie. De onderzoekers konden ook een model maken dat laat zien hoe zuurstofdepletie varieert met de diepte, en ze toonden aan hoe de morfometrie van het meer en de afnemende mineralisatie van organisch materiaal in de waterkolom de zuurstofuitputting grotendeels beïnvloeden.

Met behulp van deze micrometrische gegevens, de onderzoekers creëerden een grootschalig model van zuurstofdynamiek in het meer en maakten gebruik van hun kennis van waterstromen om te voorspellen wat er in de toekomst kan gebeuren. Hoewel de onderzoekers hopen dat de zuurstofdepletie in het sediment geleidelijk zal afnemen, klimaatverandering zal een impact blijven hebben op de wateruitwisseling. Verdere studies zijn daarom nodig.

De bevindingen zijn gepubliceerd in Limnologie en oceanografie .