In een van de koudste, droogste plekken op aarde, Wetenschappers van CU Boulder hebben een mogelijk antwoord ontwikkeld op een al lang bestaand mysterie over de chemie van streamflow, die grote gevolgen kunnen hebben voor stroomgebieden en waterkwaliteit over de hele wereld.

De nieuwe studie, uitgevoerd in de dorre McMurdo Dry Valleys (MDV)-regio van Antarctica, onderzocht het bijna alomtegenwoordige fenomeen dat in alle klimaten stroomt, ongeacht hun stroomsnelheid, hebben de neiging om een ​​opmerkelijk consistente concentratie van opgeloste mineralen te behouden terwijl ze door het landschap bewegen. Met andere woorden, bewegend water behoudt zijn chemische samenstelling, of het nu snel of langzaam gaat.

Antarctica is droog, ongerepte omstandigheden bieden een gestroomlijnd - zij het ver verwijderd - natuurlijk laboratorium om uit te testen waarom dat het geval is.

"De MDV-regio biedt ideale hydrologische studieomstandigheden, " zei Adam Wlostowski, hoofdauteur van de studie en een postdoctoraal onderzoeker in CU Boulder's Institute for Arctic and Alpine Research (INSTAAR). "Hier, we hebben maar één bron van water - ijssmelt - en geen diep grondwater, met permafrost als fysieke barrière voor de stroom. Door het aantal variabelen te beperken, we kunnen veel leren."

Het onderzoek, gedetailleerd in het journaal Geofysische onderzoeksbrieven , onderzocht zeven verschillende stromen in de Taylor Valley, waar smeltwater in slechts enkele uren of weken naar met ijs bedekte bassins stroomt, vergeleken met maanden of jaren in de Rocky Mountain-regio. Als zodanig, Antarctische stromen hebben nauwelijks de kans om in het landschap te stagneren.

"We verwachtten dat het water bij de stroomuitlaten eruit zou zien als het water aan de kop van de gletsjer vanwege de beperkte interactie met mineralen, " zei Wlostowski. "En we dachten dat als de stroom omhoog ging, de concentratie zou afnemen. Dat bleek niet te kloppen. Er was weinig tot geen variatie, zelfs niet met stroomverandering."

De resultaten suggereren dat hoge niveaus van chemische verwering - het proces waarbij vaste mineralen oplossen, net als steenzout in een plas warm water - zijn het primaire mechanisme voor dit stroomverschijnsel.

"Deze Antarctische polaire woestijnstromen herbergen enkele van de snelste chemische verweringssnelheden ter wereld, omdat hun bedden bestaan ​​​​uit verse sedimenten die slechts 6-10 weken per jaar water zien, " zei Michael Gooseff, een professor in CU Boulder's Department of Civil, Milieu- en bouwtechniek. "Dit is een andere belangrijke les die we hebben geleerd over dit ecosysteem dat overdraagbaar is naar andere delen van de wereld."

De studie onderstreept de waarde van gegevensverzameling op lange termijn, Wlostowski zei, die de studie van hydrologische verschijnselen mogelijk maakt. In dit geval, hij en zijn collega's maakten gebruik van meer dan 20 jaar stroomobservaties verzameld door het McMurdo Dry Valleys Long?Term Ecological Research (LTER) Project van de National Science Foundation, die al meer dan twee decennia CU Boulder-studenten en -faculteiten heeft gefinancierd en ondersteund.

De nieuwe studie draagt ​​bij aan een beter begrip van hoe stromen zich geochemisch gedragen en benadrukt het belang van beekcorridors bij het vormgeven van de waterkwaliteit voordat het zijn eindpunt bereikt.

"Naarmate klimaat- en landgebruikspraktijken over de hele wereld veranderen, we willen kunnen voorspellen hoe de kwaliteit en kwantiteit van rivierwater als reactie daarop kunnen veranderen, " zei Wlostowski. "We kunnen lessen uit deze relatief vereenvoudigde hydrologische systemen in Antarctica toepassen op gematigde stroomgebieden, waar de menselijke implicaties van milieubeheer veel groter kunnen zijn."