Forscher der University of Massachusetts Amherst und der University of Alaska Anchorage sind die ersten, die zwei verschiedene Arten von Oberflächengewässern in den hyperariden Salaren – oder Salinen – charakterisieren, die einen Großteil der weltweiten Lithiumvorkommen enthalten. Diese neue Charakterisierung stellt einen Sprung nach vorne dar, um zu verstehen, wie sich Wasser durch solche Becken bewegt, und wird der Schlüssel zur Minimierung der Umweltauswirkungen auf solche sensiblen, kritischen Lebensräume sein.
„Sie können die Salare nicht schützen, wenn Sie nicht zuerst verstehen, wie sie funktionieren“, sagt Sarah McKnight, Hauptautorin der Studie, die kürzlich in erschienen ist Wasserressourcenforschung. Sie hat diese Arbeit im Rahmen ihrer Promotion in Geowissenschaften an der UMass Amherst abgeschlossen.
Stellen Sie sich einen Salar als eine riesige, flache Senke vor, in die ständig Wasser fließt, sowohl durch Oberflächenabfluss als auch durch den viel langsameren Fluss von unterirdischem Wasser. In dieser Senke gibt es keinen Abfluss für das Wasser, und da sich das Becken in einer extrem trockenen Region befindet, ist die Verdunstungsrate so hoch, dass sich über Jahrtausende riesige Salinen entwickelt haben.
In dieser Senke gibt es verschiedene Arten von Wasser; Im Allgemeinen ist das Wasser umso frischer, je näher der Rand der Schüssel ist. Unten in der Nähe des Bodens der Senke, wo die Salinen vorkommen, ist das Wasser unglaublich salzig. Die Salinen sind jedoch gelegentlich von Brackwasserbecken durchzogen. In den Salinen können viele verschiedene Arten wertvoller Metalle gefunden werden – einschließlich Lithium – während die Brackwasserbecken ein kritischer Lebensraum für Tiere wie Flamingos und Vicuñas sind.
Eine der Herausforderungen beim Studium dieser Systeme besteht darin, dass viele Salare relativ unzugänglich sind. Der einzige, den McKnight studiert, der Salar de Atacama in Chile, liegt zwischen den Anden und der Atacama-Wüste. Darüber hinaus ist die Hydrogeologie unglaublich komplex: Wasser gelangt sowohl aus Andenabflüssen als auch über den unterirdischen Grundwasserleiter in das System, aber der Prozess, der bestimmt, wie genau Schnee und Grundwasser schließlich in Salzwüste umgewandelt werden, ist schwer zu bestimmen.
Hinzu kommen der erhöhte Bergbaudruck in der Region und die kaum verstandenen Auswirkungen auf die Wasserqualität sowie die Megastürme, deren Intensität und Niederschlag aufgrund des Klimawandels deutlich zugenommen haben, und Sie erhalten ein System, dessen Funktionsweise schwierig ist verstehen.
Kombiniert man jedoch Beobachtungen von Oberflächen- und Grundwasser mit Daten aus der Sentinel-2-Satellit und leistungsstarker Computermodellierung konnten McKnight und ihre Kollegen etwas sehen, das für andere Forscher bisher unsichtbar blieb.
Es stellt sich heraus, dass nicht alles Wasser im Salar gleich ist. Was McKnight und ihre Kollegen „Terminal Pools“ nennen, sind brackige Wasserteiche in der sogenannten „Übergangszone“ oder dem Teil des Salars, in dem das Wasser zunehmend salzig wird, aber noch nicht die volle Konzentration erreicht hat.
Dann gibt es noch die „Übergangsbecken“, die direkt an der Grenze zwischen Solewasser und Salinen liegen. Wasser kommt aus verschiedenen Quellen in jedes dieser Becken – einige davon ziemlich weit entfernt von den Becken, die sie speisen – und verlässt die Becken auf verschiedenen Wegen.
„Es ist wichtig, diese beiden unterschiedlichen Arten von Oberflächengewässern zu definieren“, sagt McKnight, „weil sie sich sehr unterschiedlich verhalten. Nach einem großen Sturmereignis fluten die Endbecken schnell und gehen dann schnell wieder auf ihr Niveau vor der Flut zurück Übergangspools brauchen sehr lange – von ein paar Monaten bis fast einem Jahr – um nach einem großen Sturm wieder auf ihr normales Niveau zurückzufallen.“
All dies hat Auswirkungen darauf, wie diese besonderen Ökosysteme verwaltet werden. „Wir müssen End- und Übergangspools unterschiedlich behandeln“, sagt McKnight, „was bedeutet, dass wir mehr darauf achten müssen, woher das Wasser in den Pools kommt und wie lange es dauert, bis es dorthin gelangt.“
Mehr Informationen:
SV McKnight et al., Distinct Hydrological Pathways Regulate Perennial Surface Water Dynamics in a Hyperarid Basin, Wasserressourcenforschung (2023). DOI: 10.1029/2022WR034046