Понимание источников воды необходимо для разработки экологических моделей засушливых сред и является ключом к пониманию того, как растения и животные поддерживают себя и функционируют в текущих или будущих климатических условиях.Туман и — в меньшей степени — роса — важнейшие источники влаги в этой пустынной среде. «Точное знание того, откуда берутся туман и роса, поможет нам предсказать наличие недождевой воды в будущем как в Намибе, так и в других местах», — сказал Лисинь Ван, экогидролог и доцент кафедры наук о Земле в Школе наук. в IUPUI, который руководил новым исследованием. «Обладая этими знаниями, мы сможем определить способы сбора новых источников воды для потенциального использования в ситуациях нехватки воды».Удивительно, но туманы, не связанные с океаном, составили более половины всех случаев тумана в Намибе за годичный период исследования IUPUI. Туман из грунтовых вод был самым значительным локальным туманом, который служил источником более четверти тумана в пустыне.
Почвенная вода, которая образуется в результате дождя и находится ниже поверхности, но расположена выше грунтовых вод, также была обнаружена исследователями как неожиданный источник влаги.Засушливые земли, которые помимо пустынь включают выжженные, но непустынные районы Великих равнин и юго-запада США, покрывают примерно 40 процентов поверхности суши Земли и являются домом для примерно 2,5 миллиарда человек.
С глобальным потеплением все больше районов в Соединенных Штатах и ??во всем мире становятся более засушливыми и похожими на пустыню.«Экосистемы засушливых земель имеют одни из самых низких годовых сумм осадков, зафиксированных на Земле», — сказал Том Торгерсен, сотрудник отдела наук о Земле Национального научного фонда. "Чтобы выжить, эти экосистемы перерабатывают воду в виде тумана и росы. В самых засушливых местах на планете даже незначительные компоненты круговорота воды, такие как туман и роса, становятся важными и имеют решающее значение для сохранения окружающей среды и функционирует ".
Как и другие экосистемы засушливых земель во всем мире, Намиб, вероятно, испытает изменения в своем гидрологическом цикле в ответ на глобальное изменение климата. Учитывая обилие и важность тумана и росы в этой пустыне, это идеальное место для изучения недождевой воды.Намиб, который граничит с Атлантическим океаном на протяжении 1243 миль с температурой от 0 ° C до 140 ° F (60 ° C), почти полностью лишен поверхностных вод. Во многих частях Намиба дождей практически нет.
Некоторые годы без осадков; в другие годы может быть только один-два дюйма дождя, хотя в некоторых областях может выпадать целых четыре дюйма. Но Намиб действительно поддерживает большое количество специально адаптированных организмов, таких как жук-уборщик тумана. Считается, что большинство растений и животных Намиба получают влагу из тумана или росы в периоды без дождей, чтобы иметь возможность выжить.Туман состоит из крошечных капелек воды, взвешенных в воздухе, а роса — из крошечных капелек, которые образуются на поверхности растений, почвы и других объектов на земле.
Исследования Ванга сосредоточены на пересечении гидрологии, экологии и изотопной геохимии. Он использовал анализ стабильных изотопов в воде — одного и того же элемента с разными нейтронными числами в ядрах, таких как водород и кислород, — чтобы проследить происхождение недождевой воды. В будущих исследованиях он планирует изучить механизмы, с помощью которых грунтовые и почвенные воды становятся туманом и росой.
Долгосрочная цель — расширить это экогидрологическое исследование за пределы Намиба до глобального масштаба.«Происхождение и механизмы образования недождевых вод» опубликовано в Интернете в журнале Science Advances, издании Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS). Авторы исследования, наряду с Ван, — Кудзай Фараи Касеке и Мэри К. Сили. Касеке — докторант IUPUI в группе Вана, которая сопровождала Вана в полевых исследованиях и является первым автором этой публикации.
Сили — эколог пустыни и бывший директор Исследовательского и учебного центра Гобабеб в Намибии, который изучает Намиб более полувека.