Las fluctuaciones a corto plazo del nivel de agua subterránea impulsan la variabilidad redox subsuperficial

A medida que los procesos de cambio global modifican la extensión y las funciones de las interfaces terrestre-acuáticas, la variabilidad de las zonas de transición críticas y dinámicas entre humedales y áreas elevadas aumenta. Sin embargo, aún no está claro cómo los niveles de agua fluctuantes en estas fronteras dinámicas alteran el ciclo biogeoquímico del agua subterránea. Aquí, utilizamos datos de alta resolución temporal a lo largo de gradientes desde humedales hasta áreas elevadas y durante niveles de agua fluctuantes en zonas costeras de agua dulce para capturar patrones espaciotemporales del potencial redox del agua subterránea (Eh). Observamos que la topografía influye en el Eh del agua subterránea, que es más alto en áreas elevadas que en humedales; sin embargo, la alta variabilidad dentro de las zonas TAI desafió el establecimiento de una zonificación redox distinta. La disminución de los niveles de agua generalmente redujo el Eh, pero la mayoría de los lugares exhibieron una variabilidad de Eh significativa, que está asociada con instancias raras de fluctuaciones a corto plazo en el nivel de agua, introduciendo oxígeno. La relación Eh-oxígeno mostró patrones de histéresis distintos, reflejando la capacidad de regulación redox a niveles más altos de Eh, manteniendo estados más oxidantes durante más tiempo que la presencia de oxígeno disuelto. Sorprendentemente, observamos estados oxidantes más frecuentes en áreas de transición y humedales que en áreas elevadas. Inferimos que el oxígeno ocasional que ingresa a límites específicos de humedal-area elevada actúa como puntos críticos de control biogeoquímico. Los datos de alta resolución pueden capturar tales instancias biogeoquímicas raras pero significativas, apoyando modelos informados por redox y avanzando en la predictibilidad de la retroalimentación del cambio climático.