Rødt tidevand kan være naturligt, men forskere mener, at kystforurening gør det værre

Vince Lovko, en phytoplantkon-økolog ved Mote Marine Lab, krydsede vandet ud for Longboat Key i hans laboratoriums gulfinnede fiskerbåd med en besætning af forskere, at prøve havvand fra en rød tidevand, der har slumret rundt i det sydvestlige Florida i næsten et år og fyldt med døde søkøer på strande. havskildpadder og rådnende havliv.

Hvert par meter, døde sild, græsål og nålefisk flød forbi, peber vandet som en giftig gryderet. Vandet, uklar og gullig, så ud som om den blev skyllet ud fra et toilet.

Lovko er en del af et team, der sporer tidevandet og forsøger at finjustere udbredte satellitkort, der viser en stor del af statens Golfkyst lysende rødt med giftigt tidevand. Men mens Floridas sommer af slim vinder ind i efteråret, videnskabsmænd som Lovko har også fundet sig selv fanget i en ubehagelig position:at prøve at dømme en kompliceret og omstridt politisk kamp midt i et ophedet valgår, hvor deres forskning bliver fordrejet af konkurrerende interesser - og nogle gange efterlader offentligheden forvirret.

Lige efter Lake Okeechobee eksploderede med en massiv blågrøn algeopblomstring, og vandforvaltere begyndte at skylle den ud til kysten, det røde tidevand, der startede måneder tidligere, blev dybere, med de værste af de fiskedrab, der dukkede op i kystnære farvande fodret af den store søs vestlige reliefudløb, Caloosahatchee-floden.

Landbrugsindustrien og nogle statslige regulatorer skubbede enhver forbindelse tilbage, kalder rødvande "naturligt forekommende." Det er rigtigt. Udbrud er blevet rapporteret i århundreder.

Men en føderal undersøgelse, der går mere end et årti tilbage, konkluderede, at menneskeskabt forurening forværrer rødvande. Det gør søen, fyldt med høje niveauer af gødningsnæringsstofferne fosfor og nitrogen, en sandsynlig kilde. Hvad er ikke klart, da de samme næringsstoffer skylles ud fra kysten, er, om det bestemt er en kilde.

"Det er noget af det arbejde, der stadig mangler at blive gjort for at svare endegyldigt, eller i det mindste noget endegyldigt svar, " sagde Lovko.

En grund til den fortsatte usikkerhed:På trods af årtier med tilbagevendende problemer, staten har fokuseret mest på at spore røde tidevand, når de ankommer, ikke på den forurening, der driver dem. I løbet af det sidste årti, statens rensning af vandkvalitetsovervågning, der kan hjælpe videnskabsmænd med at forstå røde tidevandsdynamikker, mens de skrumper agenturer, der undersøger vand og regulerer forurening. Selv de satellitkort, Lovko arbejder på, indeholder en del unøjagtigheder, når giftigt vand skyller i land.

"Vi tror, ​​vi forstår dette, men vi flyver i blinde, " sagde Oceanograf ved University of South Florida, Bob Weisberg, som genlyd af den frustration, som University of Floridas blågrønalgeekspert Karl Havens følte i sidste måned. "Vi har aldrig været i stand til at få staten Florida til at forpligte sig, og det hæmmer yderligere vores evne til at forudsige rødt tidevand."

Der bliver brugt for mange penge på bureaukrati, han sagde, og for lidt om egentlig undersøgelse.

"Det har været problemet i Florida, så længe jeg har boet her, sagde Weisberg, hvis laboratorium udsteder årlige prognoser for rødvande. "Det hele er politisk."

Det skyldes, at nogle af statens største politiske aktører også har fået skylden for noget af dets værste forurening.

U.S. Sugar udsendte en pressemeddelelse i sidste måned, hvori de insisterede på, at søvand intet havde at gøre med den røde tidevand.

"Florida Fish and Wildlife Conservation Commission (FWC) udtaler i sine ofte stillede spørgsmål, at rødt tidevand ikke er forårsaget af næringsstofforurening (by eller landbrug) og desuden, bliver ikke værre af det, enten, " sagde udgivelsen. Den citerede også Mote-forskere fra en Palm Beach Post-historie, der sagde, at søvand ikke "initierede" tidevandet.

Faktisk, FWC's webside siger tydeligt, at når rødt tidevand nær kysten, "de er i stand til at bruge menneskeskabte næringsstoffer til deres vækst." Og to dage senere, Mote miljøingeniør Tracy Fanara tweetede en præcisering, der sagde, at søudslip kunne hjælpe med at opretholde en opblomstring.

"Hvis du har en (ferskvands) cyanobakterieopblomstring, du ved, at du har overskydende næringsstoffer, men (cyanobakterierne) kan mindske det, når det kommer ud, sagde hun. Men det er stadig et tegn. Det er en miljømæssig økologisk reaktion på høje næringsstoffer."

Forskere er meget enige om rød tidevand, består af Karenia brevis alger, bliver sået offshore i bunden af ​​Floridas sokkel, derefter ført i land af bundstrømme. Efterhånden som algerne kommer tæt på kystvande, der er forurenet af en lang række kilder, fra gård- og plænegødning til utætte septiktanke, den kan vokse mere intenst og skabe giftige opblomstringer.

"Når den blomstrer, det kræver næringsstoffer for at opretholde en blomstring, " sagde Weisberg. Rådnende fisk kan hjælpe med at fodre den, men alger kan også bruge næringsstoffer, der flyder fra land, han sagde. "Så afstrømningen af ​​søen vil ikke forårsage det røde tidevand, men det kan hjælpe med at opretholde en rød tidevand."

Efter et rødt tidevand i 2005 eksploderede og varede i 17 måneder, spreder fiskedrab i tre stater, herunder Florida, National Oceanic and Atmospheric Administration lancerede et seksårigt forskningsprojekt. Forskere konkluderede, at kilderne til næringsstoffer, der fodrer røde tidevand, er "flere, mangfoldig og kompleks, " og inkluderede afstrømninger fra flodmundinger som den, der blev fodret af Caloosahatchee.

Hvad der ikke er godt forstået, er hvorfor og hvor meget disse kystnære næringsstoffer påvirker udbrud, sagde Weisberg.

I en undersøgelse fra 2007, Larry Brand, en fytoplanktonøkolog fra University of Miami Rosentstiel School of Marine and Atmospheric Science hævdede, at stigende forurening har forværret rødvande.

"Det er en naturlig ting. Man kan gå 500 år tilbage. Det, jeg hævder, er, at det er meget værre i dag, og det er resultatet af menneskeskabte næringsstoffer, " sagde han. "Det er klart, det er politisk. Der er ikke én kilde, og nogle kilder er selvfølgelig vigtigere end andre."

Men Lovko, Mote-økologen, er ikke overbevist og sagde, at Brand nåede frem til sin konklusion baseret på registreringer, der inkluderede inkonsekvent stikprøveudtagning.

"En af de ting, vi ikke ved, fordi der ikke er målinger, eller tilstrækkelige mål af det, er hvor meget, for eksempel, næringsstoffer, der strømmer gennem Caloosahatchee fra Lake Okeechobee, når faktisk ud til kystsystemet, " sagde han. "Det er let at antage. ... Det er, hvad offentligheden har antaget. Men det kan vi ikke. Sådan fungerer videnskab ikke."

Men i sit studie, Brand sagde, at han tegnede sig for forskelle i prøveudtagningsmetoder og potentiel stigning i overvågning, der kan skævvride tallene. Og han fandt stadig ud af, at mellem 1954 og 1963 og 1994 og 2002, algemængderne steg med 13 til 18 gange.

Hvad der ikke er godt forstået, Brand sagde, er grunden til, at rødvande eksploderer nogle år og ikke andre år, og om andre arter af planteplankton slår den røde tidevand til næringsstofsuppen.

Havvand er fyldt med et væld af planteplankton, der kan indtage næringsstoffer og kæmpe mod hinanden om dominans. Karenia brevis, opkaldt efter den pensionerede algeekspert Karen Steidinger, der stod i spidsen for forskningen ved statens St. Petersburg marine laboratorium, findes i hele Golfens farvande, ikke kun på bunden offshore. Forskere finder det rutinemæssigt i baggrundskoncentrationer nær kysten i år, hvor der ikke er nogen fiskedrab.

"Vi har ikke en god forståelse af, hvad der præcist styrer resultatet af den konkurrence, så det forklarer variationen fra år til år, " sagde Brand. "Der er ingen konsensus på nuværende tidspunkt."

Men at forstå hvorfor er ikke, hvad staten Florida betaler Mote for at gøre.

"Det, vi er finansieret til at gøre, er at overvåge. Vi er ikke finansieret til at besvare specifikke spørgsmål, " sagde Fanara.

Lovko siger, at der også er ubesvarede spørgsmål om forholdet mellem offshore- og kystpopulationer af rødt tidevands-fytoplankton.

"Hvad vi ikke ved er, hvordan offshore-befolkningen er anderledes, den formodede frøpopulation, der initierer og begynder at bevæge sig mod kysten i modsætning til de celler, vi allerede har, stigende, " han sagde.

Hvilken er præcis den slags information, der kunne hjælpe Weisberg, som baserer sin årlige prognose på mønsteret af strømme, der fører alger i land. Når Golfens skiftende sløjfestrøm krydser West Florida Shelf, det skubber næringsstoffer fra den dybere bund ned på hylden for at give næring til Karenia-algerne, han sagde.

"Hvad der forfærdeligt mangler er evnen til at gå offshore på en regelmæssig basis, hvor vi tror på, at den røde tidevand dannes og prøver selve organismen såvel som næringsstofferne, " han sagde.

Der er andre videnshuller.

Forskere bruger satellitbilleder, der ser på overfladevand til at overvåge tætheden af ​​rødt tidevand, men billeder har en tendens til at være mindre præcise, jo tættere de kommer på land, hvor der er størst behov for information. Tæt på kysten, tanniner fra mangrover og kystlinjevegetation og andre organiske molekyler kan forstyrre, Lovko. Og det virker kun på solrige dage.

Årets røde tidevand dukkede første gang op i oktober ud for Sarasota. I juni, det blev uddybet. Massive fiskedrab begyndte at strø strande og tilstoppe kanaler med agnfisk og større havliv, herunder havskildpadder, delfiner, søkøer og endda en hvalhaj.

Til det værre fulgte rekordstor regn, der fik U.S. Army Corps of Engineers til at begynde at skylle vand fra søen, allerede fyldt med blågrønne alger, ned ad Caloosahatchee-floden. Vand fra sukkermarker på østsiden af ​​søen fik også lov til at strømme tilbage i søen fra svulmende kanaler, nok til at dække omkring 48 kvadratkilometer med en fod vand. Tidevandet faldt også sammen med en bølge af Sahara-støv, en anden kilde til næringsstoffer til forskellige alger, der kan fodre rødt tidevand.

"Sidste år havde vi en blomst, og den forsvandt aldrig helt, ", sagde Weisberg. "Det, der sker i år, er sammenløbet af to ting:resterende celler fra sidste år og nye celler, der kommer til kysten fra midten af ​​kontinentalsoklen, hvor forholdene var befordrende for blomstringsudvikling."

Ud over forurenet afstrømning fra værfter, gårde, rancher og endda fosfatminer, forskere undersøger andre mistænkte, der kunne have hjulpet med at fodre den seneste blomst.

- En forestilling er, at Sahara-støv, det samme vindbårne materiale, der kan udtørre potentielle tropiske storme, kunne spille en rolle. Forskere siger, at det jernrige støv kan fodre Trichodesmium, en saltvandscyanobakterie, der trækker nitrogen fra luften, så den kan vokse i vand med få næringsstoffer. Når afrikansk støv er tungt, det kan brænde trichodesmium, som så kan blive føde for røde tidevandsalger både offshore og inshore.

Problemet er, at teorien aldrig er blevet testet, sagde Joe Prospero, en professor emeritus ved University of Miamis Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, som får tilnavnet "støvets fader".

"Vi har disse forskellige stykker, og der har været målinger af jern, og det er blevet modelleret. Men i det virkelige liv har der ikke været nogen nærmere undersøgelse, " sagde Prospero, som var blandt de første videnskabsmænd til at erkende de globale virkninger af afrikansk støv. "Det er bare baseret på, at vi har sæsonmålt støv her i Miami. Men ingen er gået, mig bekendt, til Floridas vestkyst og faktisk set, om der er en reaktion og en stigning i jern i vandet. — Nogle videnskabsmænd mener også, at orkaner, ligesom Irma, kan have indflydelse. Ud over at dumpe kraftig regn og vaske næringsstoffer væk fra land, en orkan, især en så stor som Irma, kan flytte enorme mængder vand rundt i Golfen. Da Irma gik op ad Golfkysten for endnu et landfald på Marco Island, den sugede vand ud for sydvestkysten, sagde Rosenstiel oceanograf Nick Shay. Da vandet strømmede tilbage i land, det kom fra de nederste lag, hvor Karenia brevis trives.

"Vi skal ikke kun forstå overfladestrømmene, men bundstrømmene, " sagde han. "Når vi begynder at samle det her, måske var hele Irma-tinget en forudsætningstilstand."

Dybvandsoscillationer genereret af orkaner kan også fortsætte i en længere periode og potentielt skubbe flere alger mod kysten, han sagde.

"Så selvom overfladelaget kan være tilbage til det normale, hvad der sker i de dybere lag kan vare en måned eller mere, " han sagde.

Uanset om søen udslip forværrer rødvande eller ej, videnskabsmænd understreger, at de skadelige blågrønne algeopblomstringer, der tilsmudser kystvandene alene, argumenterer for en revision af vandkvalitetsforskning og -standarder, og at løsningerne til hver enkelt kan være forskellige.

"Du fjerner rødt tidevand fuldstændigt fra det billede, og det mindsker på ingen måde det overbevisende argument for at reducere (forurening) i Lake Okeechobee, " sagde Lovko. "Det er noget, der skal ske."

Forskere siger i stedet, at mere forskning skal rettes mod at finde årsager og ikke kun overvågning. Siden dette års røde tidevand udviklede sig til en fuldskala krise, der skadede virksomheder og trak nationale overskrifter, Scott har erklæret undtagelsestilstand og beordret 6 millioner dollars brugt til at hjælpe med oprydning og turisme. Men Weisberg bekymrer sig om, at det kun er valgårets tribune.

"Jeg har haft stor succes med at gøre folk sure på mig, men hvordan laver man en forandring på et tidspunkt? Det er politik. Mote fik en masse penge. Hvorfor? Fordi de er tilsluttet, " sagde han. "Medmindre vi får mere dybdegående rapportering om alvorlige problemer, vi kommer aldrig til at lave en forandring."

©2018 Miami Herald
Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.