Da studente, ho fatto domanda per un lavoro di ricerca estivo che ha cambiato la mia vita. Ho trascorso l'estate del 2007 in campeggio nell'Alto Artico canadese, aiutando a studiare la risposta dei laghi artici ai cambiamenti climatici. Ho capito subito che potevo fondere il mio amore per l'acqua e la vita all'aria aperta con le attività scientifiche. Quell'estate fu calda. Mentre il permafrost si approfondiva e i pantaloni si riducevano a pantaloncini, ho assistito al passaggio a nord-ovest senza ghiaccio per la prima volta nella storia registrata. Ingenuamente, ho pensato che l'ondata di calore sarebbe stata un evento storico.
All'inizio della mia carriera, mi sono dedicato alla ricerca polare. Ero desideroso di capire l'importanza dei paesaggi ghiacciati. Poiché il cambiamento climatico minacciava di alterare il precario equilibrio tra stati ghiacciati e non, come avrebbero reagito questi delicati ecosistemi? È emerso che queste domande non sono specifiche dei poli terrestri, ma sono rilevanti anche per il Wisconsin.
Come limnologo, ci sono pochi posti migliori del Wisconsin per vivere e lavorare. Con migliaia di laghi e fiumi che attraversano lo Stato, tutti sono intimamente legati all'acqua. E lo stesso si può dire per l'inverno. L'inverno è il momento dei pattini e delle baracche di ghiaccio, quando i laghi solidi diventano parchi pubblici. Sotto la superficie ghiacciata, gli ecosistemi lacustri sono molto vivi e attivi.
Uno dei miei sforzi di ricerca consiste nell'analizzare l'impatto che inverni più caldi avranno sui laghi del Wisconsin. L'inverno è la stagione di riscaldamento più rapida in Wisconsin. La Wisconsin Initiative on Climate Change Impacts (WICCI) mostra che le temperature minime invernali dell'aria sono aumentate di 4-8°F in tutto lo Stato dal 1950 al 2018. Per i laghi, questo significa una formazione più tardiva del ghiaccio in autunno, una rottura più precoce del ghiaccio in primavera e un maggior numero di eventi di scioglimento a metà inverno. Non si sa quali effetti a cascata avranno questi cambiamenti di superficie sugli ecosistemi lacustri.
Di recente io e i miei collaboratori abbiamo esaminato l'esito dell'aumento della disponibilità di luce invernale sugli ecosistemi lacustri, simulando inverni senza neve. Per due inverni, un nutrito gruppo di studenti e scienziati della Trout Lake Station dell'UW ha spazzato via la neve da un lago paludoso delle Northwoods e ha effettuato le misurazioni di routine. Questo lavoro ha dimostrato che il lago è diventato più freddo. Anche se la mancanza di neve consente una maggiore irradiazione solare nel lago, la neve è un incredibile isolante (si pensi agli igloo). Senza neve, il calore del lago viene disperso nell'atmosfera, con conseguenti temperature dell'acqua più fredde e ghiaccio più spesso. Abbiamo anche assistito a un aumento della biomassa di plancton. Le alghe fanno la fotosintesi, come le piante. Se si dà loro luce, cresceranno, anche a basse temperature. Inizialmente, una maggiore quantità di alghe si traduce in una maggiore quantità di ossigeno (grazie alla fotosintesi), ma secondariamente in una minore quantità di ossigeno, poiché i microbi e gli altri plancton consumano la nuova fonte di cibo. L'abbassamento dell'ossigeno sotto il ghiaccio del lago può essere devastante se le concentrazioni diventano troppo basse, poiché tutti gli animali che vivono nei laghi hanno bisogno di ossigeno per respirare.
Cosa significa questo per il futuro? Sappiamo che gli inverni stanno diventando più brevi e che i laghi saranno isolati dall'atmosfera per un periodo di tempo più breve, e quindi la privazione di ossigeno potrebbe diventare meno comune. D'altra parte, se le fioriture algali sotto il ghiaccio aumentano, il ciclo dell'ossigeno e dei nutrienti cambierà. La mia attenzione si concentra ora sulla comprensione di come i processi sotto i ghiacci e le condizioni meteorologiche invernali sempre più irregolari possano avere un impatto sulla dinamica dei laghi durante l'estate. L'importanza della ricerca sui laghi ghiacciati del Wisconsin va ben oltre lo Stato. I dati provenienti dai laghi del Wisconsin sono stati fondamentali per la comprensione delle acque dolci ghiacciate del nostro pianeta. Milioni di laghi ghiacciano ogni anno e tutti sono destinati a cambiare con il riscaldamento del pianeta.
Quest'autunno, i laureandi dei nostri corsi di limnologia trascorreranno del tempo sul lago Mendota e nella nostra stazione sul campo nel Wisconsin settentrionale, imparando i dettagli della limnologia. Alcuni diventeranno biologi, ingegneri, artisti o agricoltori. Ma a prescindere dalle loro carriere, spero che tutti portino con sé il valore delle acque dolci del Wisconsin.