Estuarium to obszar, w którym rzeka lub strumień słodkowodny spotyka się z oceanem. W estuariach słony ocean miesza się z wodą słodką rzeki, co powoduje powstanie słonawej wody. Słonawa woda jest nieco słona, ale nie tak słona jak ocean.
Ujście może być również nazywane zatoką, laguną, dźwiękiem lub slough.
Woda nieustannie krąży do i z ujścia. Pływy tworzą największy przepływ słonej wody, podczas gdy ujścia rzek tworzą największy przepływ słodkiej wody.
Gdy gęsta, słona woda morska wpływa do estuarium, ma prąd estuarium. Wysokie pływy mogą tworzyć prądy estuaryjne. Słona woda jest cięższa niż słodka woda, więc prądy estuaryjne toną i poruszają się w pobliżu dna estuarium.
Gdy mniej gęsta słodka woda z rzeki płynie do ujścia, ma anty-estuarium prąd. Prądy anty-estuaryjne są najsilniejsze w pobliżu powierzchni wody. Ogrzewany przez słońce, anty-estuarium prądy są znacznie cieplejsze niż prądy estuarium.
W ujściach rzek, poziom wody i zasolenie rosną i spadają z pływami. Cechy te również wzrastają i opadają wraz z porami roku. W porze deszczowej rzeki mogą zalewać ujście rzeki słodką wodą. W porze suchej, odpływ z rzek może zwolnić do zera. Ujście kurczy się i staje się znacznie bardziej zasolone.
Podczas sezonu burzowego, fale sztormowe i inne fale oceaniczne mogą zalać ujście rzeki słoną wodą. Większość estuariów jest jednak chroniona przed pełną siłą oceanu. Cechy geograficzne, takie jak rafy, wyspy, błoto i piasek, działają jak bariery przed falami oceanicznymi i wiatrem.
Typy estuariów
Istnieją cztery różne rodzaje estuariów, z których każde zostało utworzone w inny sposób: 1) estuaria równiny przybrzeżnej; 2) estuaria tektoniczne; 3) estuaria zbudowane z prętów; oraz 4) estuaria fiordów.
Ustudia równiny przybrzeżnej (1) powstają, gdy poziom morza podnosi się i wypełnia istniejącą dolinę rzeczną. Zatoka Chesapeake, na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych, jest estuarium równiny przybrzeżnej.
Zatoka Chesapeake powstała pod koniec ostatniej epoki lodowcowej. Masywne lodowce cofnęły się, pozostawiając za sobą wyrzeźbiony krajobraz. Ocean Atlantycki pospiesznie wypełnił szeroką równinę przybrzeżną wokół rzeki Susquehanna, tworząc duże estuarium znane jako ria: zatopione ujście rzeki.
Aktywność tektoniczna, przesuwanie się i rozdzieranie skorupy ziemskiej, tworzy estuaria tektoniczne (2). Zatoka San Francisco w Kalifornii jest estuarium tektonicznym.
Zatoka San Francisco leży na skrzyżowaniu uskoku San Andreas i uskoku Hayward. Złożona aktywność tektoniczna w tym obszarze powoduje trzęsienia ziemi od tysięcy lat. Uskok San Andreas znajduje się po przybrzeżnej stronie zatoki, gdzie spotyka się z Oceanem Spokojnym w cieśninie znanej jako Golden Gate. Uskok Hayward leży po wschodniej stronie zatoki, w pobliżu miejsca, gdzie rzeki Sacramento i San Joaquin wpływają do estuarium. Interakcja między uskokami San Andreas i Hayward przyczynia się do downwarpingu, czyli procesu zapadania się obszaru Ziemi.
Podobnie jak Chesapeake, Zatoka San Francisco była wypełniona wodą tylko podczas ostatniej epoki lodowcowej. Gdy lodowce wycofały się, ziemia wokół zatoki doświadczyła odbicia polodowcowego – bez ogromnego ciężaru lodowca na szczycie, ziemia zyskała na wysokości. Ocean Spokojny wdzierał się przez Golden Gate, zalewając obniżoną dolinę.
Gdy laguna lub zatoka jest chroniona od oceanu przez piaszczystą łachę lub wyspę barierową, nazywa się ją ujściem zbudowanym z prętów (3). Zewnętrzne Ławice, seria wąskich wysp barierowych w Karolinie Północnej i Wirginii, tworzą piaszczyste, zbudowane z prętów estuaria.
Zewnętrzne Ławice chronią wybrzeże regionu przed falami i wiatrem przynoszonym przez huragany Oceanu Atlantyckiego. Wyspy i piaszczyste łachy chronią również delikatne, słonawe ekosystemy powstałe w wyniku wypływu wielu rzek, takich jak Roanoke i Pamlico. Z tych powodów inżynierowie monitorują przesuwające się łachy piasku na Outer Banks i nieustannie pracują nad ich utrzymaniem. jścia fiordów (4) to rodzaj ujścia utworzonego przez lodowce. Ujścia fiordów powstają, gdy lodowce wyrzeźbią głęboką, stromą dolinę. Lodowce cofają się, a ocean wypełnia wąską, głęboką depresję. Puget Sound to seria ujść fiordów w amerykańskim stanie Waszyngton.
Jak fiordy znalezione na Alasce i w Skandynawii, ujścia fiordów Puget Sound są bardzo głębokie, bardzo zimne i bardzo wąskie. W przeciwieństwie do wielu z tych fiordów, ujścia fiordów w Puget Sound mają również wpływy z lokalnych rzek i strumieni. Wiele z tych strumieni są sezonowe, a ujścia fiordów pozostają głównie słone.
Słodkowodne Estuaria
Niektóre estuaria nie znajdują się w pobliżu oceanów. Te słodkowodne estuaria powstają, gdy rzeka wpływa do słodkowodnego jeziora. hociaż słodkowodne estuaria nie są słonawe, skład chemiczny wody jeziornej i rzecznej jest różny. Woda rzeczna jest cieplejsza i mniej gęsta niż woda w jeziorze. Mieszanie się tych dwóch systemów słodkowodnych przyczynia się do obrotu jeziora – mieszania się wód jeziora.
Na słodkowodne estuaria nie mają wpływu pływy, ale duże zbiorniki wodne doświadczają przewidywalnych fal stojących zwanych sejszami. Mewy, czasami nazywane sloshes, rytmicznie poruszają się tam i z powrotem po jeziorze.
Wielkie Jeziora, w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie, doświadczają mew i mają wiele słodkowodnych estuariów. Old Woman Creek National Estuarine Research Center, w Huron, Ohio, został założony w celu zbadania siedliska utworzonego przez naturalne estuarium słodkowodne. W centrum badawczym, Old Woman Creek uchodzi do jeziora Erie.
Ekosystemy estuarium
Wiele gatunków roślin i zwierząt rozwija się w estuariach. Spokojne wody zapewniają bezpieczny obszar dla małych ryb, skorupiaków, ptaków wędrownych i zwierząt lądowych. Wody te są bogate w składniki odżywcze, takie jak plankton i bakterie. Rozkładająca się materia roślinna, zwana detrytusem, stanowi pożywienie dla wielu gatunków.
Na przykład krokodyl estuariowy jest głównym drapieżnikiem tropikalnych estuariów Australii i Azji Południowo-Wschodniej. Krokodyl estuariowy jest największym gadem na świecie. Okaz złapany na Filipinach w 2011 roku mierzył 6,4 metra (21 stóp).
Jak większość drapieżników wierzchołkowych, krokodyle estuarium jeść prawie wszystko. Oznacza to, że estuarium musi wspierać szeroką gamę sieci pokarmowych. Estuarium krokodyle zazwyczaj nie konsumują producentów – trawy morskie, wodorosty, grzyby i plankton w ujściu rzeki. Żerują one jednak na konsumentach na drugim poziomie troficznym, którzy opierają się na tych roślinach i innych organizmach fotosyntetyzujących w celu zdobycia pożywienia: owadach, mięczakach, ptakach i nietoperzach owocowych. Krokodyle estuaryjskie żerują również na konsumentach na trzecim poziomie troficznym, takich jak dziki i węże (i, rzadko, ludzie).
Krokodyle estuariowe są idealnie przystosowane do słonawej wody w ujściach rzek. Mogą one przetrwać równie dobrze w ekosystemach słodko- i słonowodnych. W porze deszczowej krokodyle estuariowe żyją w słodkowodnych rzekach i strumieniach. Żywią się rybami, takimi jak barramundi, oraz gatunkami lądowymi, takimi jak kangury i małpy. W porze suchej krokodyle estuariowe pływają do ujść rzek, a nawet do morza. Ryby pozostają głównym składnikiem ich diety. Niektóre krokodyle estuariowe były nawet znane z atakowania i konsumowania rekinów.
Krokodyle estuariowe przystosowały się również do sezonowo zanikających estuariów. Gady mogą przejść miesięcy bez jedzenia. Estuarium krokodyle mogą po prostu nie jeść, gdy ujście kurczy się i jedzenie staje się rzadkie.
Estuarium i ludzie
Estuarium są doskonałe miejsca do życia w społeczności. Dostarczają słodkiej wody do picia i higieny. Dostęp do rzek i oceanów sprzyja rozwojowi handlu i komunikacji.
W rzeczywistości najwcześniejsze cywilizacje na świecie rozwinęły się wokół ujść rzek. Ur, na terenie dzisiejszego Iraku, rozwinęło się około 3800 r. p.n.e. w pobliżu ujścia rzeki Eufrat, gdzie spotykała się ona z Zatoką Perską. r było wyrafinowanym obszarem miejskim, zamieszkiwanym przez ponad 60 000 osób w szczytowym momencie. Jego ujście było najważniejszym portem w Zatoce Perskiej. Wszystkie statki przewożące towary handlowe z takich miejsc jak Indie i Półwysep Arabski musiały przepływać przez Ur. Mokradła i równiny zalewowe ujścia rzeki stanowiły bogate źródło dziczyzny i umożliwiły rozwój irygacji i rolnictwa.
Dzisiaj Ur jest stanowiskiem archeologicznym położonym daleko w głębi lądu od wybrzeża Zatoki Perskiej. Krajobraz się zmienił, a ujście Eufratu znajduje się ponad 300 kilometrów (186 mil) dalej.
Wiele współczesnych miast wyrosło wokół ujść rzek, w tym Dżakarta w Indonezji, Nowy Jork w Nowym Jorku i Tokio w Japonii. Te obszary miejskie przeszły gwałtowne zmiany i naraziły swoje ujścia na ryzyko środowiskowe poprzez rekultywację gruntów, zanieczyszczenie i przełowienie.
Rekultywacja gruntów
Społeczności wypełniły brzegi ujść rzek dla budownictwa mieszkaniowego i przemysłowego od czasów Ur. Proces ten nazywany jest rekultywacją gruntów.
10 milionów mieszkańców Dżakarty ma jedną z największych gęstości zaludnienia na świecie. Aby stworzyć więcej miejsca dla domów i firm, indonezyjscy urzędnicy pogłębili rzekę Ciliwung i Zatokę Jawajską. Piasek i muł wydobyte z dna rzeki i morza wzmacniają miejskie plaże i tworzą nowe tereny.
Melioracja ma jednak swoją cenę. Pogłębianie wody zakłóca rybołówstwo w Dżakarcie. To zmniejsza potencjalne zyski dla restauracji i rynków, a także rybaków.
Zniszczenie ujścia rzeki stwarza również warunki do powodzi. Ujścia rzek stanowią naturalną barierę dla fal oceanicznych, które mogą erodować linię brzegową i niszczyć nadbrzeżne domy i przedsiębiorstwa. Dżakarta jest szczególnie narażona na zniszczenia spowodowane tsunami, ponieważ obszar ten doświadcza częstych trzęsień ziemi.
Zanieczyszczenia
Zanieczyszczenia gromadzą się w ujściach rzek. Estuarium Hudson-Raritan, gdzie rzeki Hudson i Raritan spotykają się z Oceanem Atlantyckim, jest jednym z najbardziej uczęszczanych i najbardziej zanieczyszczonych estuariów na świecie.
Zanieczyszczenia ze statków rutynowo wylewają się do estuarium Hudson-Raritan, na południe od Nowego Jorku. Odpadki w estuarium, w tym paliwo, śmieci, ścieki i balast, pozostawały nieuregulowane przez dziesięciolecia.
Odpływy z rolnictwa i przemysłu w Nowym Jorku i New Jersey również przyczyniły się do toksycznego środowiska estuarium. Odpady przemysłowe i pestycydy przemieszczają się w dół rzeki i osiadają w wodzie i osadach estuarium.
Dzisiaj surowe przepisy i działania społeczne mają na celu ochronę i przywrócenie estuarium Hudson-Raritan. Przywrócenie zbiorników ostryg jest ważną częścią wielu projektów. strygi są kluczowym gatunkiem w estuarium, filtrującym pokarm, który w naturalny sposób pomaga regulować poziom toksyn w wodzie. Miliony zbiorników ostryg przywitały Henry’ego Hudsona, gdy ten wpłynął do rzeki w 1609 roku. Jednak do połowy XX wieku nieliczne ostrygi były zbyt toksyczne, by nadawały się do spożycia przez ludzi. Dziś kilka grup ekologicznych zakłada zbiorniki ostryg, aby ponownie zasiedlić rodzime gatunki w regionie i zmniejszyć zanieczyszczenie w ujściu rzeki. Przełowienie
Wiele estuariów zostało przełowionych. Tuńczyk błękitnopłetwy nie jest zagrożony, ale jego zasięg został drastycznie zmniejszony. Japonia zapewnia jeden z największych rynków dla tuńczyka błękitnopłetwego, a ryby te pływały w ujściu Zatoki Tokijskiej.
Tuńczyk błękitnopłetwy jest dużą, drapieżną rybą. Wymagają one rozległego siedliska i wielu kilogramów pożywienia każdego dnia. W miarę jak populacja Tokio rosła, a technologia ułatwiała łowienie większej ilości ryb przy mniejszym nakładzie czasu i pieniędzy, populacja tuńczyka błękitnopłetwego w Zatoce Tokijskiej kurczyła się.
Dziś nie ma populacji tuńczyka błękitnopłetwego w Zatoce Tokijskiej. Jednak japońscy naukowcy ustanowili udaną technikę hodowli tuńczyka. Hodowany tuńczyk nie ma bezpośredniego wpływu na środowisko naturalne w ujściu Zatoki Tokijskiej.
Indonezyjskie, amerykańskie i japońskie rządy oraz grupy ekologiczne walczą o promowanie zrównoważonego rozwoju w ujściach rzek. Zrównoważony rozwój ma na celu zachowanie środowiska naturalnego przy jednoczesnym zaspokojeniu ekonomicznego standardu życia ludzi.