science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat drijft de enorme bloemen van bruin zeewier die zich opstapelen op de stranden van Florida en de Caraïben?

Mats van Sargassum-zeewier voor de kust van St. Martin in april 2018. Credit:ELY Michel CC BY-SA 4.0, , CC BY-SA

Hier is een handige aardrijkskundevraag voor je volgende trivia-wedstrijd:Wat is 's werelds enige zee die geen landgrens heeft?

Het antwoord is de Sargassozee - een haven van 2 miljoen vierkante zeemijl met biodiversiteit die ten oosten van Bermuda in de Atlantische Oceaan ligt. In plaats van stranden wordt het begrensd door roterende oceaanstromingen die de Noord-Atlantische Subtropische Gyre vormen.

De Sargasso is genoemd naar sargassum, een vrij zwevend bruin zeewier dat groeit in het kalme, heldere water. In de open oceaan dient dit zeewier als kraamkamer en een toevluchtsoord voor het zeeleven.

Maar in de afgelopen tien jaar heeft een nieuwe "Grote Atlantische Sargassum-gordel" de kusten van de Caraïben, de Golf van Mexico en Florida overspoeld, wat ecologische en economische schade aanricht. Het jaagt toeristen weg, verwoest de lokale visserijindustrieën en vereist dure opruiming.

In mijn werk als kustwetenschapper heb ik deze invasies de nieuwe norm zien worden, verstikkende stranden en helderblauw water goudbruin zien worden. Samen met andere onderzoekers probeer ik te begrijpen waarom sargassum zich heeft verspreid in deze nieuwe uitgestrekte bloei, hoe om te gaan met zulke enorme hoeveelheden ervan, en hoe getroffen landen de ernst van de volgende toestroom kunnen voorspellen.

Een mysterieus 'gouden drijvend regenwoud'

Eeuwenlang hebben mensen de Sargassozee met bijgeloof en angst bekeken. Vroege mythen beschreven een verraderlijk deel van de Atlantische Oceaan waar zeewier schepen verstrikte. Christoffel Columbus documenteerde dit ecosysteem in zijn 1492 expeditiedagboeken toen zijn schepen daar tot stilstand kwamen. Zijn bemanning vreesde dat ze naar de oceaanbodem zouden worden gesleept en nooit meer naar huis zouden terugkeren naar Spanje.

Dit gebied werd ook wel de Duivelsdriehoek genoemd. Zeekapiteins brachten routes in kaart om deze volledig te omzeilen. Door mysterieuze ongelukken en verdwijningen daar gaf auteur Vincent Gaddis er in 1964 een nieuwe naam aan:de 'dodelijke Bermudadriehoek'.

Maar deze sargassum-eilanden creëren ook een rijk ecosysteem dat oceaanontdekkingsreiziger Sylvia Earle 'een gouden drijvend regenwoud' noemt. Opgehangen aan ronde "bessen" gevuld met gas, biedt het zeewier voedsel, een toevluchtsoord en broedplaatsen voor krabben, garnalen, walvissen, trekvogels en zo'n 120 vissoorten. Matten ervan vormen de enige paaigronden voor Europese en Amerikaanse paling en leefgebied voor zo'n 43 andere bedreigde of bedreigde soorten.

Sargassum beschermt ook jonge zeeschildpadden en jonge vissen tijdens hun vroege leven in de open oceaan. Tien endemische soorten leven nergens anders op aarde. De Sargasso is een waardevolle commerciële visserij ter waarde van ongeveer 100 miljoen dollar per jaar.

De besachtige structuren van Sargassum zijn met gas gevulde blazen die de plant helpen drijven. Credit:H. Scott Meister, SCDNR

Schadelijke bloemen

Enorme hoeveelheden sargassum overspoelden voor het eerst de Caribische kusten in 2011. Ik was daar toentertijd, deed onderzoek op de Britse Maagdeneilanden, en ik zag enorme "vlotten" van deze bruine macroalgen die zich 500 voet uit de kust uitstrekten.

Zwemmers konden het water niet in. Sommige boten konden de haven niet verlaten. Op de stranden lagen enorme heuvels, sommige bijna net zo hoog als ik. Broedende zeeschildpadden konden hun eieren niet leggen. Het zeewier is niet giftig, maar toen het uiteenviel, stonk het naar rotte eieren en wemelde het van de insecten.

Kleine hoeveelheden sargassum zijn altijd opgedoken als "strandwier" - spul dat aanspoelt. Het stabiliseert kustlijnen door zandduinen te helpen bouwen en voedt duinplanten. Om deze redenen wordt het op natuurlijke wijze afgebroken in wilde gebieden, zoals het Cape Florida State Park.

Maar de omvang van de recente kustinstroom is ongekend. En sinds het evenement van 2011 hebben ze elk jaar plaatsgevonden, behalve in 2013.

Gluten van kustzeewier hebben een schadelijke invloed op het kustmilieu. In grote hoeveelheden onttrekt het zeewier zuurstof aan het water, waardoor vissen en zeegrassen die voor veel soorten een belangrijke habitat vormen, worden gedood. Het kan het zonlicht dat nodig is voor oceaanplanten verminderen en ondiepe koraalriffen verstikken, zoals die in de Florida Keys.

In 2018 onthulden NASA-satellieten de grootste zeealgenbloei ter wereld. Een gordel van sargassum die meer dan 22 miljoen ton zeewier bevatte, strekte zich zo'n 5.500 mijl uit over de Atlantische Oceaan naar West-Afrika. Satellietbeelden laten in 2021 weer abnormaal hoge hoeveelheden zien.

Stranden bedekt met sargassum zijn de nieuwe norm geworden in Florida en het Caribisch gebied.

Warmer, overvoed water

Gegevens die de afgelopen tien jaar zijn verzameld, hebben de waarschijnlijke oorzaken van deze invasies van zeewier aan het licht gebracht:stofwolken in de Sahara, stijgende temperaturen en de groeiende menselijke stikstofvoetafdruk.

Net zoals voedingsstoffen rode getijdenbloemen voeden, voeden ze sargassum, dat gedijt in warmer water. Klimaatverandering verhoogt ook de opwelling van voedingsstoffen uit diepe oceaanwateren aan de andere kant van de sargassumgordel in West-Afrika.

De instroom van de afgelopen tien jaar lijkt te zijn ontstaan ​​langs de Atlantische kust van Brazilië, niet in de Sargassozee. Grote hoeveelheden kunstmest stromen de Amazone-rivier in en vervolgens naar de oceaan vanuit industriële landbouw en boerderijen. Voedingsstoffen komen ook vanuit de Mississippi-rivier de Golf van Mexico binnen. Door klimaatverandering veroorzaakte stortbuien verhogen de afvoer.

Sahara-stofwolken die zich duizenden kilometers over de Atlantische Oceaan uitstrekken, hebben ook bijgedragen aan deze explosie van sargassum-zeewier. Het stof bevat ijzer, stikstof en fosfor die de plankton- en zeewierbloei bemesten. Deze dikke atmosferische stofpluimen kwamen overeen met een sargassumpiek in 2015 en de ergste inval van sargassum in 2018.

Onderzoekers onderzoeken ook veranderingen in oceaanstromingen, wat een andere bijdragende factor kan zijn.

Maandelijkse gemiddelde sargassumdichtheid voor de maand juli 2011-2018. Krediet:Wang et al., 2019, CC BY

Economische en ecologische schade

Sargassum bedreigt het toerisme, een belangrijke economische motor voor het Caribisch gebied en Florida. Mexico heeft marineschepen ingezet voor schoonmaakoperaties in Cancun. Sommige Caribische bestemmingen hebben drijvende barrières geïnstalleerd, zoals die worden gebruikt bij olielozingen, om zeewier buiten de kust te houden. In 2019 vergeleek premier Mia Amor Mottley van Barbados de omvang van de economische gevolgen met die van een orkaan.

Er is momenteel geen goede manier om zulke grote hoeveelheden zeewier af te voeren. Het is arbeidsintensief en duur. Het verwijderen van sargassum van 15 mijl van de stranden van Miami-Dade kostte $ 45 miljoen in 2019.

Sommige gemeenschappen ploegen zeewier onder het zand. Anderen, zoals Fort Lauderdale, verzamelen het, wassen het zout af en zetten het om in natuurlijke mest of mulch. In Mexico persen sommige ondernemers het samen tot bakstenen en gebruiken het, net als adobe, voor de bouw. Op de lange termijn zullen er alleen duurzame oplossingen komen door de klimaatverandering en de stikstofemissies door menselijke activiteiten aan te pakken.