Kustgebieden zijn populaire plaatsen om te wonen en te bezoeken. Elke zomer, gezinnen laden hun auto's in en gaan naar het strand voor een paar dagen ontspanning. in Alabama, een bestemming is Dauphin Island, een klein barrière-eiland drie mijl ten zuiden van Mobile Bay.

Als toeristen komen, ze kruisen hun vingers voor goed weer. Veel te vaak, Hoewel, stormen verschijnen.

Niet alleen kunnen vakanties worden verstoord, maar de wateren rond Dauphin Island kunnen na zware regenval een toename van grondwater en voedingsstoffen zien. Onderzoekers van de Universiteit van Alabama publiceerden onlangs een paper in het tijdschrift Grenzen in mariene wetenschap - kustoceaanprocessen waarin wordt beschreven hoe deze stormgebeurtenissen het mariene ecosysteem rond barrière-eilanden beïnvloeden.

"Het is interessant op basis van verschillende factoren, " zei Dr. Dini Adyasari, een postdoctoraal onderzoeker in de geologische wetenschappen. "Dauphin Island is een verstedelijkt eiland en een toeristische bestemming, dus er is een potentieel hoge hoeveelheid nutriënten of andere verontreinigende concentraties in het grondwater."

Het eiland ligt ook dicht bij de monding van de Mobile Bay, waar zoet water uit de Mobile River zich vermengt met zout water uit de Golf van Mexico. Als je grondwater van Dauphin Island toevoegt, het creëert een hydrologisch complexe omgeving.

In de loop van 40 dagen, een team van UA-onderzoekers gebruikte radon- en radiumisotopen als tracers om de temporele en ruimtelijke variabiliteit van zoet en gerecirculeerd onderzees grondwaterafvoer te evalueren. Gedurende deze periode, ze hebben twee belangrijke stormgebeurtenissen op het eiland meegemaakt. Wat ze ontdekten was tijdens en direct na de stormen, het kustwater eromheen werd een door de rivier gedomineerde omgeving.

Ongeveer een week later, onderzeese grondwaterafvoer was bijna drie keer hoger dan een paar dagen eerder.

"Dit kan de kwaliteit van het kustwater beïnvloeden, omdat rivieren geoxideerde stikstof brengen, terwijl grondwater een hoge concentratie gereduceerde stikstof brengt, dat is ammoniak, ' zei Adyasari.

Een instroom van deze grondwaternutriënten kan leiden tot een verhoogde kans op hypoxie, of een laag zuurstofgehalte, gedurende deze periode.

"Grondwater is zuurstofloos, het speelt dus zeker een rol bij de ontwikkeling van hypoxie in het oppervlaktewater en wordt in verband gebracht met vissterfte, " zei Dr. Natasha Dimova, een universitair hoofddocent geologische wetenschappen en milieugeochemicus.

In hypoxische wateren, het zeeleven sterft en zinkt naar de golfbodem, wat leidt tot verdere zuurstofreductie. De verhoogde voedingsstoffen in het grondwater kunnen schadelijke algenbloei veroorzaken en in stand houden, wat leidt tot meer problemen voor kustgemeenschappen.

"Ze veroorzaken ademhalingsproblemen bij mensen, " zei Dr. Behzad Mortazavi, hoogleraar en voorzitter van de afdeling Biologische Wetenschappen van de UA. "Ze sluiten ook de stranden af, en het kan leiden tot sluiting van de schelpdieroogst en soortgelijke situaties, dus dat soort impact is heel reëel en lokaal."

Op het eiland Dauphin, het team ontdekte hoe variabel de stikstofniveaus waren op twee verschillende locaties. Het eerste gebied naast een pier had minder stikstof, waarvan Adyasari gelooft dat het van nature voorkomt vanwege de inheemse sedimenten waardoor het grondwater stroomt. Op de tweede locatie nabij een golfbaan, ontdekten ze een veel hogere concentratie nitraat, die mogelijk afkomstig is van de meststof die wordt gebruikt om het veld te onderhouden.

Tijdens droge tijden, oppervlaktewater zwembaden en infiltreert de grond, nitraten uit onder meer kunstmest in het grondwater brengen. Terwijl het in de ondergrond sijpelt, biogeochemische reacties kunnen het nitraat veranderen in stikstofgas, waardoor het verdwijnt en de impact op het grondwater wordt verminderd.

Echter, barrière-eilanden bieden een unieke uitdaging bij het filteren van deze verontreinigingen vanwege hun gevoeligheid voor stormgebeurtenissen.

"Het zijn hopen zand die zijn rondgeduwd door orkaangebeurtenissen, dus de verblijftijd van het grondwater in de ondergrond is zeer kort, " zei Dimova. "Het spoelt eruit als een toilet, dus er is niet veel tijd voor deze chemische veranderingen en filtratie in de ondergrond."

Het bestuderen van deze dynamiek is cruciaal om te leren hoe barrière-eilanden bijdragen aan grondwaterafvoer tijdens stormgebeurtenissen. Dimova hoopt dat ze meer tijd op deze eilanden kunnen doorbrengen om gemakkelijk toegang te krijgen tot meetstations en om te zien hoe de wateren reageren op stormen in verschillende seizoenen gedurende het hele jaar.

"Als we het enorme voordeel van de continue records zien, onze toekomstige onderzoeksrichtingen zijn het verkrijgen van metingen voor langere periodes en op meerdere locaties, "zei ze. "Als we meer van die continu onderbroken records kunnen krijgen, we zouden deze systemen beter begrijpen, we kunnen veel betere voorspellingen doen en we kunnen deze systemen modelleren, vooral met behulp van de moderne hulpmiddelen van kunstmatige intelligentie."

Door deze studies en publieke kennis uit te breiden, zullen bewoners en bezoekers zich meer bewust worden van hoe gevoelig barrière-eilanden zijn voor neerslag en hoe nutriënten die door grondwater worden getransporteerd de lokale economie kunnen beïnvloeden. Ze zullen zorgen voor een beter begrip voor het verbeteren van de kwaliteit van het kustwater, grondwaterkwaliteit en -kwantiteit voor toekomstige zoetwaterbronnen in vergelijkbare gebieden over de hele wereld.