Rzeki się duszą w zastraszającym tempie. Sytuacja jest dramatyczna

Badanie, opublikowane przez uczonych z uniwersytetu Penn State i opublikowane w czasopiśmie "Nature Climate Change" wskazuje, że rzeki na całym świecie ocieplają się w niepokojącym tempie. Z badania wynika, że z blisko 800 rzek ocieplenie nastąpiło w 87 proc., a utrata tlenu - w 70 proc.

To dopiero początek zmian. Badanie wskazuje, że światowe systemy rzeczne w najbliższych dekadach będą przechodzić gwałtowne przemiany. Modele wykorzystane przez naukowców wskazują, że wiele z rzek w ciągu kolejnych 70 lat jest zagrożonych utratą tlenu tak poważną, że wiele z nich może doświadczać masowych śnięć ryb, co może zagrozić bioróżnorodności na wielką skalę.

"To sygnał alarmowy" - stwierdza prof. Li Li, inżynier środowiskowy Penn State. "Wiemy, że ocieplający się klimat doprowadził do ocieplenia i utraty tlenu w oceanach, ale nie spodziewaliśmy się, że stanie się to w płynących, płytkich rzekach. To pierwsze badanie, które kompleksowo przygląda się zmianom temperatury i szybkościom odtleniania rzek, a to, co odkryliśmy, ma znaczący wpływ na jakość wody i zdrowie ekosystemów wodnych na całym świecie".

Międzynarodowy zespół badawczy wykorzystał sztuczną inteligencję i metody głębokiego uczenia się, aby zrekonstruować historyczne dane dotyczące jakości wody z prawie 800 rzek w USA i Europie Środkowej. Odkryli, że rzeki nagrzewają się i odtleniają szybciej niż oceany, co może mieć poważne konsekwencje dla życia wodnego i życia ludzi.

"Temperatura wody w rzekach i poziom rozpuszczonego w niej tlenu to podstawowe miary jakości wody i zdrowia ekosystemu" - podkreśla dr Wei Zhi, adiunkt na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska w Penn State. "Jednak są one słabo poznane, ponieważ trudno je określić ilościowo. Problemem jest brak spójnych danych dla różnych rzek i niezliczona ilość zmiennych, które mogą zmieniać poziom tlenu w każdej z nich".

Zespół badawczy opracował nowatorskie podejścia do głębokiego uczenia się w celu rekonstrukcji spójnych danych, co umożliwiło systematyczne porównania różnych rzek.

"Życie w wodzie zależy od temperatury i rozpuszczonego w niej tlenu, które stanowią podstawę egzystencji dla wszystkich organizmów wodnych" - powiedział Li. "Wiemy, że latem na obszarach przybrzeżnych, takich jak Zatoka Meksykańska, często występują martwe strefy. To badanie pokazuje nam, że może się to zdarzyć również w rzekach. W niektórych  z nich nie będzie już możliwe życie takie jak, znaliśmy dotąd".

Badacze podkreślają, że zmniejszający się poziom tlenu w rzekach przyczynia się także do emisji gazów cieplarnianych i uwalniania zanieczyszczeń, takich jak toksyczne metale.

Aby przeprowadzić analizę, naukowcy wytrenowali model komputerowy na podstawie szerokiego zakresu danych - od rocznych opadów, przez rodzaj gleby po światło słoneczne - dostępnych dla 580 rzek w Stanach Zjednoczonych i 216 rzek w Europie Środkowej. Model wykazał, że w ciągu ostatnich czterech dekad 87 proc. rzek ociepliło się, a 70 proc. utraciło tlen.

Badanie wykazało, że rzeki przepływające przez tereny miejskie ociepliły się najszybciej, podczas gdy rzeki, których dorzecza obejmują głównie obszary rolnicze, doświadczyły najwolniejszego ocieplenia, ale najszybszej deoksygenacji. Wykorzystali także ten model do prognozowania przyszłych wskaźników i odkryli, że we wszystkich badanych rzekach przyszłe wskaźniki odtlenienia były od 1,6 do 2,5 razy wyższe niż wskaźniki historyczne.

"Utrata tlenu w rzekach jest nieoczekiwana, ponieważ zwykle zakładamy, że rzeki nie tracą go tak szybko, jak duże zbiorniki wodne takie, jak jeziora i oceany" - powiedział Li. "To naprawdę niepokojące, ponieważ jeśli poziom tlenu spadnie wystarczająco nisko, staje się to niebezpieczne dla organizmów wodnych".

Model przewidywał, że w ciągu najbliższych 70 lat niektóre gatunki ryb mogą całkowicie wymrzeć z powodu dłuższych okresów niskiego poziomu tlenu.

"Rzeki są niezbędne do przetrwania wielu gatunków, w tym naszego własnego, ale w przeszłości były pomijane w badaniach mających zrozumieć nasz zmieniający się klimat" stwierdził Li. "To pierwsze prawdziwe badanie stanu rzek na całym świecie, a wyniki są niepokojące".