Forskere opdager den største tangblomst i verden

Forskere ledet af USF College of Marine Science brugte NASA -satellitobservationer til at opdage den største blomstring af makroalger i verden kaldet Great Atlantic Sargassum Belt (GASB), som rapporteret i Videnskab .

De bekræftede, at bæltet af brune makroalger kaldet Sargassum danner sin form som reaktion på havstrømme, baseret på numeriske simuleringer. Det kan blive så stort, at det dækker overfladen af ​​det tropiske Atlanterhav fra Afrikas vestkyst til Den Mexicanske Golf. Dette skete sidste år, da mere end 20 millioner tons af det - tungere end 200 fuldt lastede hangarskibe - flød i overfladevand, og nogle af dem skabte ødelæggelse på kystlinjer langs det tropiske Atlanterhav, Caribiske Hav, Mexicanske Golf, og østkysten af ​​Florida.

Teamet brugte også miljø- og feltdata til at foreslå, at bæltet dannes sæsonmæssigt som reaktion på to vigtige næringsstofindgange:et afledt af mennesker, og en naturlig. I foråret og sommeren, Amazon River -udledning tilføjer næringsstoffer til havet, og sådanne udledte næringsstoffer kan være steget i de seneste år på grund af øget skovrydning og brug af gødning. Om vinteren, opstandelse ud for den vestafrikanske kyst leverer næringsstoffer fra dybt vand til havoverfladen, hvor Sargassum vokser.

"Beviset for næringsstofberigelse er foreløbigt og baseret på begrænsede feltdata og andre miljødata, og vi har brug for mere forskning for at bekræfte denne hypotese, "sagde Dr. Chuanmin Hu fra USF College of Marine Science, der ledede undersøgelsen og har studeret Sargassum ved hjælp af satellitter siden 2006. "På den anden side, baseret på de sidste 20 års data, Jeg kan sige, at bæltet med stor sandsynlighed er en ny normal, "sagde Hu.

Hu stod i spidsen for arbejdet med første forfatter Dr. Mengqiu Wang, en postdoktor i sit Optical Oceanography Lab ved USF. Holdet omfattede andre fra USF, Florida Atlantic University, og Georgia Institute of Technology. De data, de analyserede fra NASAs Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) mellem 2000-2018, indikerer et muligt regimeskift i Sargassum-blomster siden 2011.

"Omfanget af disse blomster er virkelig enormt, at gøre globale satellitbilleder til et godt værktøj til at opdage og spore deres dynamik gennem tiden, "sagde Woody Turner, leder af det økologiske forudsigelsesprogram på NASAs hovedkvarter i Washington.

I uklare doser i det åbne hav, Sargassum bidrager til havets sundhed ved at give levested for skildpadder, krabber, fisk, og fugle og producerer ilt via fotosyntese ligesom andre planter. "I det åbne hav, Sargassum giver store økologiske værdier, tjener som levested og tilflugtssted for forskellige havdyr. Jeg så ofte fisk og delfiner omkring disse flydende måtter, "Sagde Wang.

Men for meget af denne tang gør det svært for visse marine arter at bevæge sig og trække vejret, især når måtterne myldrer langs kysten. Når den dør og synker til havbunden i store mængder, kan den kvæle koraller og søgræs. På stranden, rådnet Sargassum frigiver hydrogensulfidgas og lugter som rådne æg, potentielt præsenterer sundhedsmæssige udfordringer for mennesker på strande, der har astma, for eksempel.

2011:Et vendepunkt

Inden 2011, det meste af det pelagiske Sargassum i havet blev primært fundet flydende i pletter omkring Den Mexicanske Golf og Sargassohavet. Sargassohavet ligger på den vestlige kant af det centrale Atlanterhav og er opkaldt efter dets populære algboer. Christopher Columbus rapporterede først Sargassum fra dette krystalklare hav i 1400-tallet, og mange sejlere i Sargassohavet kender denne tang.

I 2011, Sargassum -befolkninger begyndte at eksplodere på steder, det ikke havde været før, ligesom det centrale Atlanterhav, og den ankom i kæmpestore gobs, der kvaltede kystlinjer og introducerede en ny gene for lokale miljøer og økonomier. Nogle lande, såsom Barbados, erklærede en national nødsituation sidste år på grund af den vejafgift, denne engang sunde tang tog på turismen.

"Havets kemi må have ændret sig, for at blomstringen kan komme så ud af hånden, "Sagde Hu. Sargassum reproducerer vegetativt, og den har sandsynligvis flere indledningszoner omkring Atlanterhavet. Det vokser hurtigere, når næringsforholdene er gunstige, og når dets indre ur tikker til fordel for reproduktion.

For at opklare mysteriet, teamet analyserede forbrugsmønstre af gødning i Brasilien, Amazonas skovrydningshastigheder, Amazon River udledning, to års nitrogen- og fosformålinger taget fra de centrale vestlige dele af Atlanterhavet, blandt andre havegenskaber.

Mens dataene er foreløbige, mønsteret virker klart:eksplosionen i Sargassum korrelerer med stigninger i skovrydning og brug af gødning, som begge er steget siden 2010.

En opskrift på en Doom and Gloom Bloom

Teamet identificerede nøglefaktorer, der er afgørende for blomstringsdannelse:en stor frøbestand om vinteren tilbage fra et tidligere blomst, næringsstofindgang fra Vestafrika, der vokser op om vinteren, og tilførsel af næringsstoffer om foråret eller sommeren fra Amazonfloden. Ud over, Sargassum vokser kun godt, når saltindholdet er normalt, og overfladetemperaturerne er normale eller køligere.

Blomstringen i 2011 var sandsynligvis forårsaget af Amazon River -udledning i de foregående år, Wang sagde, men blev drevet til endnu større proportioner af den dobbelte opblomstring i det østlige Atlanterhav og udledning af floder på det vestlige Atlanterhav.

Som det fremgår af satellitbillederne, der opstod store blomster hvert år mellem 2011 og 2018 undtagen 2013 - og den nødvendige cocktail af ingredienser forklarer hvorfor. Der opstod ingen blomstring i 2013, fordi frøbestandene målt vinteren 2012 var usædvanligt lave, Sagde Wang.

Hu forklarede også, hvorfor vippepunktet startede i 2011 i stedet for 2010, selv i hælene på en betydelig Amazon -udledning i 2009. Betydelig regn i 2009 introducerede ferskvand til havet, hvilket reducerede saltholdigheden. Plus, i 2010 var havoverfladetemperaturen højere end normalt. Sargassum blomstrede ikke i hverken 2009 eller 2010, fordi disse forhold ikke favoriserer Sargassum -vækst.

"Alt dette er i sidste ende relateret til klimaændringer, fordi det påvirker nedbør og havcirkulation og endda menneskelige aktiviteter, men hvad vi har vist er, at disse blomster ikke forekommer på grund af forhøjet vandtemperatur, "Sagde Hu." De er nok kommet for at blive. "

Teamet rapporterer, at et mere detaljeret sæsonmønster, der sandsynligvis vil blive gentaget, ser sådan ud:

• Januar:Sargassum i Centralatlanten giver frøene til de efterfølgende forårs-sommerblomstrer
• Jan-april:Sargassum udvikler sig til en blomstring, der strækker sig til det tropiske Atlanterhav (nogle kan nå Caribien)
• Apr -juli:Blomstringen fortsætter med at udvikle sig til et stort atlantisk Sargassum -bælte (strækker sig nordvestover ved den nordlige brasilianske strøm og den nordlige ækvatoriale strøm, og mod øst til den vestafrikanske kyst ved den nordlige ækvatoriale modstrøm)
• Efter juli:Bloom fortsætter til det østlige Atlanterhav, mens den samlede overflod begynder at falde
• Sept-okt:Bloom forsvinder gradvist
• Vinter:Enten forsvinder måtterne (som i 2012) eller bidrager til nye blomster i det kommende år

Ingen krystalkugle og mere arbejde er påkrævet

Sargassum -blomstringen i Caribien i de tidlige dele af dette år var endnu værre end sidste år, Hu sagde, og det vil sandsynligvis påvirke ferier i det nordlige Caribien og det sydlige Florida, herunder Den Dominikanske Republik, Puerto Rico, Jamaica, Quintana Roo, Florida Keys, Miami Strand, og Palm Beach.

Generelt, det er svært at forudsige fremtidige blomster, Hu sagde, fordi blomstringen afhænger af et bredt spektrum af faktorer, der er svære at forudsige. Der er meget tilbage at forstå, også, såsom om og hvordan Sargassum -bæltet påvirker fiskeriet.

"Vi håber, at dette giver en ramme for forbedret forståelse og reaktion på dette nye fænomen, "Sagde Hu." Vi har brug for meget mere opfølgende arbejde. "