science >> Wetenschap >  >> Natuur

Getijden spoelen niet altijd water naar zee, studie toont

Dageraad in Willapa Bay in 2015, het tonen van oesters op een wad. Krediet:Jennifer Ruesink

per gebied, getijdenplaten vormen meer dan 50 procent van Willapa Bay in het zuidwesten van de staat Washington, waardoor dit meer dan 142 vierkante mijl grote estuarium een ​​ideale locatie is voor de oesterteelt. Op sommige delen van deze flats oesters groeien goed, hun schelpen vullen met lekkernijen voor veeleisende gasten. Maar volgens ervaren oesterkwekers oesters die in andere delen van Willapa Bay worden gekweekt, leveren niet zoveel vlees op.

Nutsvoorzieningen, wetenschappers hebben mogelijk een verklaring voor deze variabiliteit. In een paper online gepubliceerd op 26 juli in het tijdschrift Estuarien, Kust- en schappenwetenschap , onderzoekers van de Universiteit van Washington en de Universiteit van Strathclyde melden dat het water dat tijdens vloed over de getijdenplaten van Willapa Bay spoelt, grotendeels hetzelfde water is dat tijdens de vorige vloed over de platen spoelde. Dit "oude" water is niet vermengd met "nieuw" water uit diepere delen van de baai of de open Stille Oceaan, en heeft verschillende chemische en biologische eigenschappen, zoals lagere voedselniveaus voor wezens in de getijdenplaten.

Het team, onder leiding van Jennifer Ruesink, een UW hoogleraar biologie, gebruikte oceanografische modellering en waterkwaliteitsmetingen om aan te tonen dat vloedwater dat over de Willapa Bay-flats stroomt, wel vier getijdecycli kan duren - of ongeveer twee dagen - voordat het volledig is vervangen door "nieuw" water. Door veldexperimenten die de groei van oester meten, ze ontdekten dat deze trage omzet gevolgen heeft voor de wezens die Willapa Bay naar huis roepen.

Hun bevindingen doen een eerdere veronderstelling over getijden teniet.

Het teammodel van de verblijftijd van water in het noordwestelijke deel van Willapa Bay. Blauw en turkoois duiden op verblijftijden van minder dan één getijdencyclus. Rood en oranje tonen verblijftijden van 5 of meer getijdencycli. Krediet:Tarwe, Banas en Ruesink, 2019, Estuarien, Kust- en schappenwetenschap

"Eerder, er was de overtuiging geweest dat wanneer water wegstroomt van getijdenplaten of uit een baai, stromingen en wind vermengen dat water, " zei hoofdauteur Eli Wheat, een UW-docent in het Milieucollege die dit onderzoek heeft uitgevoerd als promovendus bij de afdeling Biologie van UW. "Het blijkt dat dit niet per se waar is. Er zijn meerdere getijdencycli nodig om deze vermenging te laten plaatsvinden."

Om de wateromzetsnelheid in Willapa Bay te bepalen, Ruesink en Wheat werken samen met Neil Banas, een oceanograaf aan de Universiteit van Strathclyde in Glasgow, die de "verblijfstijden" van het water en de circulatie in Willapa Bay heeft gemodelleerd met behulp van gegevens over het diepteprofiel van de baai, de rivieren die erin uitmonden en de uitgang naar de Stille Oceaan. Het model voorspelde dat vloedwateren boven de platen een verblijftijd hebben van nul tot vier getijcycli - afhankelijk van de locatie in de baai - voordat het volledig wordt vervangen door "nieuw" water uit diepere geulen. Op stukken droogvallende platen van meer dan een kilometer lang, over het algemeen hadden water boven flats dichtbij de kust een langere verblijftijd dan flats verder van de kust.

"Het is een beetje een paradox:we kunnen bij laag water over die flats lopen, dus hoe kan het water daar meer dan een paar uur blijven staan ​​tussen opeenvolgende eb?", zei Ruesink. "Nu hebben we een nieuwe verklaring gevonden voor de kwaliteit van oesterbanken, wat niet afhangt van hoeveel tijd ze onder water doorbrengen, maar veeleer op de geschiedenis van het water dat hen bereikt."

Het team verzamelde gegevens rechtstreeks uit de baai. Ze gebruikten een netwerk van sensoren - sommige vrij zwevend, anderen op vaste posities - om informatie te verzamelen zoals waterdiepte, temperatuur, zoutgehalte en de aanwezige hoeveelheid chlorofyl. Al die watereigenschappen varieerden in de hele baai. De temperatuur varieerde voornamelijk volgens de getijdencyclus, terwijl variaties in zoutgehalte en chlorofyl in Willapa Bay meer consistent waren met hun model van waterverblijftijden. Een van de belangrijkste verschillen tussen "oud" en "nieuw" water is dat "oud" water minder chlorofyl bevat en meestal een lager zoutgehalte heeft.

Jennifer Ruesink, links, en Eli Tarwe, Rechtsaf, in Willapa Bay in 2007 toen deze studie begon. Krediet:Alan Trimble

Het team heeft ook de groei van oesters gemeten op flats in delen van de baai met "oud" en "nieuw" water. In alle delen van Willapa Bay, oesters groeiden tot ongeveer dezelfde schaalgrootte. Maar oesters die verder van het hoofdkanaal van de baai waren gegroeid - regio's met meer 'oud' water bij vloed - hadden moeite om die schelpen te vullen met de vlezige hap die mensen eten. Oesters die werden gekweekt op vlakten op slechts een halve kilometer van het hoofdkanaal, vertoonden een daling van 25 procent in droog weefselgewicht per schelphoogte in vergelijking met oesters die dichter bij het kanaal werden gekweekt. waar "nieuw" water sneller aankomt.

"Wetenschappers weten al heel lang dat de verblijftijd van het water toeneemt naarmate je dieper de baaien ingaat, " zei Ruesink. "Maar dit is de eerste keer dat zowel een model als veldgegevens 'oud' water dicht bij de kust over het wad laten zien."

Deze bevindingen kunnen verklaren waarom sommige delen van Willapa Bay - door oesterkwekers bekend als "mestgronden" - beter zijn dan andere voor het genereren van oesters met grote biomassa, volgens Tarwe. De studie heeft ook verstrekkende implicaties voor hoe wetenschappers de gezondheid en het welzijn van alle wezens in getijdenecosystemen zoals Willapa Bay begrijpen. De lagere niveaus van chlorofyl in "oud" water, bijvoorbeeld, geven aan dat dit water minder deeltjes bevat voor filtervoedende wezens langs het wad, waarschijnlijk omdat voedsel al uit de waterkolom is gehaald tijdens eerdere passages over de flats. Wezens in deze delen van Willapa Bay moeten langer wachten op de premie die wordt gebracht door 'nieuw' water.

Toekomstige studies zouden moeten kijken naar aanvullende gevolgen van deze langere wateromloopsnelheden, zoals hoe verontreinigende stoffen worden verdund en uit de waterkolom worden verwijderd, zei Tarwe. De bevindingen van het team voegen een laag complexiteit toe aan de getijdenomgevingen en laten definitief zien wat ervaren oesterkwekers in Willapa Bay al wisten:niet alle getijdenplaten zijn gelijk.