Работа, опубликованная в Scientific Reports, показывает, что эффект загрязнения проявляется немного раньше, чем предполагалось ранее, но в целом она подтверждает, что растущая вырубка лесов и индустриализация вокруг залива привели к проблемам с качеством воды до гражданской войны, что было показано другими исследованиями с различными испытаниями. методы.Исследование показывает, что использование раковин устриц из археологических раскопок является эффективным способом измерения воздействия отходов на окружающую среду в устьях рек, особенно уровней азота, которые влияют на химический состав раковин устриц, поскольку они питаются питательными веществами, содержащимися в воде.
«Мы были одними из первых, кто попробовал это на археологических ракушках, и первыми идентифицировали древний период загрязнения, используя этот метод», — сказал доктор К. Фред Т. Андрус, доцент и заведующий кафедрой геологических наук UA. .«Это может быть для нас хорошим способом узнать, как выглядит исходный уровень чистой воды. Он говорит нам о естественном количестве животных и человеческих отходов, которые должны попадать в залив, что имеет значение, потому что рыболовство, от которого мы зависим, может быть очень значительным. поврежден избытком азота ».
Исследованием руководила Хизер Блэк, бывшая студентка лаборатории Андруса, получившая степень бакалавра и магистра геологии в UA, а сейчас она учится в докторантуре Международного университета Флориды.Соавторы статьи: Андрус; У. Дж.
Ламберт, выпускник Университета Калифорнии, который в настоящее время руководит лабораторией стабильных изотопов в Алабаме; Д-р Торбен Рик, куратор отдела североамериканской археологии Смитсоновского музея естественной истории; и доктор Дэвид П. Гилликин, адъюнкт-профессор геологии Юнион-колледжа.По ее словам, Блэк выбрала Чесапик из-за сильного загрязнения, ранней колонизации в американской истории и обилия древних мусорных куч с выброшенными раковинами устриц или кусками ракушек.
Хотя азот необходим для жизни и здоровой части прибрежных водных путей, слишком много азота изменяет экосистему. Обнаруженный в отходах человека и животных, все большее количество азота начало вымываться в залив, поскольку среднеатлантический регион трансформировался благодаря европейским поселенцам.Несмотря на то, насколько это важно для жизни, исторические уровни азота трудно оценить, и со временем теряется много органических веществ. А вот снаряды разные.
Сидя на дне бухты, не в силах двигаться и поедая большую часть того, что омывает ее, восточная устрица хорошо переносит изменения в воде. Выступая в качестве фильтра при питании, устрица становится отражением изменений окружающей среды, встраивая в свою раковину органические вещества.
Посредством химического анализа полос роста раковины, которые формируются подобно годичным кольцам деревьев, ученые могут определить некоторые условия окружающей среды в течение жизни устриц.Используя раковины, собранные во время археологических раскопок Смитсоновского института примерно с 1200 по 1900 годы, Блэк сравнил соотношение изотопов азота, хранящихся в раковинах, с современными раковинами, собранными возле дока Смитсоновского центра экологических исследований в Эджуотере, штат Мэриленд.
Она соскребала небольшое количество порошка изнутри раковины, чтобы получить средний изотоп азота на протяжении всей жизни устрицы. Результаты показывают отчетливый сдвиг в источниках азота между 1800 и 1850 годами, что положило начало быстрому увеличению азота до сегодняшнего дня.
«Большинство людей могут подумать, что такое загрязнение — количество азота, которое выходит за рамки графиков — не происходило почти до Второй мировой войны, но похоже, что 100 лет назад такое сильное воздействие уже произошло. чувствовал, "сказал Андрус.По словам Андруса, более ранние исследования с использованием кернов отложений, выкопанных со дна залива, показали аналогичные уровни азота примерно в тот же период, но сейчас проще использовать ракушки из археологических раскопок. Во-первых, они датируются местом археологических раскопок из-за соседних артефактов, относящихся к определенному времени. Кроме того, радиоуглеродное датирование отложений может точно определить возраст раковин.
Осадки, с другой стороны, могут кружиться, сбивать с толку и накапливаться с переменной скоростью, что делает датировку менее точной, чем с использованием ракушек, сказал он.«У каждого способа измерения есть свои проблемы, и мы подошли к этому с другой точки зрения», — сказал Андрус. «Это очень надежная форма репликации, которая говорит нам, что Чесапикский залив был загрязнен раньше, чем мы думали, но больший смысл в том, что он показывает, что это действительно полезный инструмент для этого измерения».Уже предпринимаются попытки попробовать это в других прибрежных водах.
Другой ученик Андруса выполнил аналогичную работу в Чарльстонской гавани, и результаты там показывают, что устрицы живут при таком же уровне азота, как и в доисторические времена, несмотря на всплеск азота в середине 20-го века, сказал он.Документ об этом проекте ожидает публикации.В случае Чесапика работы по восстановлению продолжаются, и Андрус надеется, что эта работа поможет понять, как выглядит здоровый залив.
«Эта работа предоставляет информацию для людей, заинтересованных в восстановлении, чтобы увидеть здоровую цель, в то время как большинство прямых измерений уровня азота относятся только к 1970-м годам», — сказал он. «Эти измерения почти наверняка уже являются продуктом отходов. Реалистичны ли эти цели по очистке воды, во многом зависит от водоема, но, по крайней мере, это дает вам основу».