Wetenschappers onder leiding van het USF College of Marine Science gebruikten NASA-satellietwaarnemingen om de grootste bloei van macroalgen ter wereld te ontdekken, de Great Atlantic Sargassum Belt (GASB), zoals gerapporteerd in Wetenschap .

Ze bevestigden dat de gordel van bruine macroalgen, Sargassum genaamd, zijn vorm vormt als reactie op oceaanstromingen, gebaseerd op numerieke simulaties. Het kan zo groot worden dat het het oppervlak van de tropische Atlantische Oceaan bedekt van de westkust van Afrika tot de Golf van Mexico. Dit gebeurde vorig jaar toen meer dan 20 miljoen ton ervan - zwaarder dan 200 volledig geladen vliegdekschepen - in oppervlaktewateren dreef en waarvan sommige verwoestingen aanrichtten aan de kusten langs de tropische Atlantische Oceaan, Caribische Zee, Golf van Mexico, en oostkust van Florida.

Het team gebruikte ook milieu- en veldgegevens om te suggereren dat de gordel zich seizoensgebonden vormt als reactie op twee belangrijke voedingsstoffen:een van de mens afkomstige, en een natuurlijk. In het voorjaar en de zomer, De lozing van de Amazone-rivier voegt voedingsstoffen toe aan de oceaan, en dergelijke geloosde nutriënten kunnen de afgelopen jaren zijn toegenomen als gevolg van toegenomen ontbossing en gebruik van kunstmest. In de winter, opwelling voor de West-Afrikaanse kust levert voedingsstoffen uit diepe wateren naar het oceaanoppervlak waar de Sargassum groeit.

"Het bewijs voor verrijking met nutriënten is voorlopig en gebaseerd op beperkte veldgegevens en andere milieugegevens, en we hebben meer onderzoek nodig om deze hypothese te bevestigen, " zei Dr. Chuanmin Hu van het USF College of Marine Science, die de studie leidde en sinds 2006 Sargassum met behulp van satellieten heeft bestudeerd. "Aan de andere kant, op basis van gegevens van de laatste 20 jaar, Ik kan zeggen dat de riem zeer waarschijnlijk een nieuw normaal wordt, " zei Hu.

Hu leidde het werk met eerste auteur Dr. Mengqiu Wang, een postdoctoraal onderzoeker in zijn Optical Oceanography Lab bij USF. Het team omvatte anderen van USF, Florida Atlantische Universiteit, en Georgia Institute of Technology. De gegevens die ze tussen 2000-2018 analyseerden van NASA's Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) wijzen op een mogelijke regimeverschuiving in Sargassum-bloei sinds 2011.

"De omvang van deze bloemen is werkelijk enorm, wereldwijde satellietbeelden een goed hulpmiddel maken voor het detecteren en volgen van hun dynamiek door de tijd, " zei Woody Turner, manager van het Ecological Forecasting Program op het NASA-hoofdkwartier in Washington.

In fragmentarische doses in de open oceaan, Sargassum draagt ​​bij aan de gezondheid van de oceaan door leefgebied te bieden aan schildpadden, krabben, vis, en vogels en zuurstof produceren via fotosynthese zoals andere planten. "In de open oceaan, Sargassum biedt grote ecologische waarden, dienen als een habitat en toevluchtsoord voor verschillende zeedieren. Ik zag vaak vissen en dolfijnen rond deze drijvende matten, ' zei Wang.

Maar te veel van dit zeewier maakt het voor bepaalde mariene soorten moeilijk om te bewegen en te ademen, vooral wanneer de matten de kust verdringen. Wanneer het sterft en in grote hoeveelheden naar de oceaanbodem zinkt, kan het koralen en zeegrassen verstikken. Op het strand, rotte Sargassum geeft waterstofsulfidegas af en ruikt naar rotte eieren, mogelijk gezondheidsproblemen opleveren voor mensen op stranden met astma, bijvoorbeeld.

2011:een omslagpunt

vóór 2011, het grootste deel van de pelagische Sargassum in de oceaan werd voornamelijk gevonden drijvend in stukken rond de Golf van Mexico en de Sargassozee. De Sargassozee ligt aan de westelijke rand van de centrale Atlantische Oceaan en is vernoemd naar de populaire algenbewoner. Christoffel Columbus rapporteerde voor het eerst Sargassum vanuit deze kristalheldere oceaan in de 15e eeuw, en veel watersporters van de Sargassozee zijn bekend met dit zeewier.

In 2011, Sargassum-populaties begonnen te exploderen op plaatsen waar ze nog niet eerder waren geweest, zoals de centrale Atlantische Oceaan, en het kwam aan in gigantische klodders die kustlijnen verstikten en een nieuwe overlast veroorzaakten voor lokale omgevingen en economieën. Sommige landen, zoals Barbados, heeft vorig jaar de nationale noodtoestand uitgeroepen vanwege de tol die dit ooit zo gezonde zeewier heeft geëist van het toerisme.

"De chemie van de oceaan moet veranderd zijn om de bloemen zo uit de hand te laten lopen, " zei Hu. Sargassum plant zich vegetatief voort, en het heeft waarschijnlijk verschillende initiatiezones rond de Atlantische Oceaan. Het groeit sneller wanneer de voedingscondities gunstig zijn en wanneer de interne klok tikt ten gunste van reproductie.

Om het mysterie te ontrafelen, het team analyseerde de consumptiepatronen van meststoffen in Brazilië, Amazon ontbossing tarieven, Amazon River-afvoer, twee jaar stikstof- en fosformetingen uit de centrale westelijke delen van de Atlantische Oceaan, onder andere oceaaneigenschappen.

Hoewel de gegevens voorlopig zijn, het patroon lijkt duidelijk:de explosie in Sargassum hangt samen met de toename van ontbossing en het gebruik van kunstmest, die beide sinds 2010 zijn toegenomen.

Een recept voor een Doom and Gloom Bloom

Het team identificeerde de belangrijkste factoren die cruciaal zijn voor de vorming van bloemen:een grote zaadpopulatie in de winter die overblijft na een eerdere bloei, nutriëntentoevoer uit West-Afrika opwelling in de winter, en nutriënteninput in de lente of zomer uit de Amazone-rivier. In aanvulling, Sargassum groeit alleen goed als het zoutgehalte normaal is en de oppervlaktetemperaturen normaal of koeler zijn.

De bloei in 2011 werd waarschijnlijk veroorzaakt door de afvoer van de Amazone in de voorgaande jaren, Wang zei, maar werd tot nog grotere proporties gedreven door de dubbele klap van opwelling in de oostelijke Atlantische Oceaan en rivierafvoer in de westelijke Atlantische Oceaan.

Zoals opgemerkt in de satellietbeelden, grote bloei vond plaats in elk jaar tussen 2011 en 2018 behalve 2013 - en de cocktail van noodzakelijke ingrediënten verklaart waarom. In 2013 vond er geen bloei plaats omdat de in de winter van 2012 gemeten zaadpopulaties ongewoon laag waren, zei Wang.

Hu legde ook uit waarom het omslagpunt in 2011 begon in plaats van in 2010. zelfs op de hielen van aanzienlijke Amazone-afvoer in 2009. Aanzienlijke regen in 2009 bracht zoet water in de oceaan, wat het zoutgehalte verminderde. Plus, in 2010 was de temperatuur van het zeeoppervlak hoger dan normaal. Sargassum bloeide niet in 2009 of 2010 omdat deze omstandigheden de groei van Sargassum niet bevorderen.

"Dit heeft uiteindelijk allemaal te maken met klimaatverandering, omdat het invloed heeft op de neerslag en de oceaancirculatie en zelfs op menselijke activiteiten. maar wat we hebben laten zien is dat deze bloei niet optreedt vanwege de verhoogde watertemperatuur, ' zei Hu. 'Ze zijn waarschijnlijk hier om te blijven.'

Het team meldt dat een meer gedetailleerd seizoenspatroon dat waarschijnlijk zal terugkeren er als volgt uitziet:

• Januari:Sargassum in Centraal-Atlantische Oceaan levert de zaden voor de daaropvolgende lente-zomerbloei
• Jan-april:Sargassum ontwikkelt zich tot een bloei die zich uitstrekt tot aan de tropische Atlantische Oceaan (sommige kunnen het Caribisch gebied bereiken)
• Apr-juli:Blooms blijven zich ontwikkelen tot een Grote Atlantische Sargassum Belt (strekt zich noordwestelijk uit door de Noord-Braziliaanse Stroom en de Noordequatoriale Stroom, en oostwaarts naar de kust van West-Afrika door de Noordequatoriale tegenstroom)
• Na juli:de bloei gaat door naar de oostelijke Atlantische Oceaan, terwijl de algehele overvloed begint af te nemen
• Sept-okt:Bloei verdwijnt geleidelijk
• Winter:Ofwel verdwijnen de matten (zoals in 2012) of dragen ze bij aan nieuwe bloei in het komende jaar

Geen kristallen bol en meer werk nodig

De Sargassum-bloei in het Caribisch gebied was in de eerste delen van dit jaar nog erger dan vorig jaar, Hu zei, en het zal waarschijnlijk gevolgen hebben voor vakantievakanties in de noordelijke Caraïben en Zuid-Florida, waaronder de Dominicaanse Republiek, Puerto Rico, Jamaica, Quintana Roo, Florida sleutels, Miami-strand, en Palm Beach.

In het algemeen, toekomstige bloei voorspellen is moeilijk, Hu zei, omdat de bloei afhankelijk is van een breed spectrum van moeilijk te voorspellen factoren. Er is nog veel te begrijpen, te, zoals of en hoe de Sargassum-gordel de visserij beïnvloedt.

"We hopen dat dit een kader biedt voor een beter begrip en een beter antwoord op dit opkomende fenomeen, "Zei Hu. "We hebben veel meer vervolgwerk nodig."