Los científicos dirigidos por la Facultad de Ciencias Marinas de la USF utilizaron observaciones satelitales de la NASA para descubrir la floración más grande de macroalgas en el mundo llamada Gran Cinturón del Sargassum Atlántico (GASB), como se informó en Ciencia.

Confirmaron que el cinturón de macroalgas marrones llamado Sargassum forma su forma en respuesta a las corrientes oceánicas, basándose en simulaciones numéricas. Puede crecer tanto que cubre la superficie del Océano Atlántico tropical desde la costa oeste de África hasta el Golfo de México. Esto sucedió el año pasado cuando más de 20 millones de toneladas, más pesadas que 200 portaaviones completamente cargadas, flotaron en aguas superficiales y algunas de ellas causaron estragos en las costas que bordean el Atlántico tropical, el Mar Caribe, el Golfo de México y la costa este de florida.

El equipo también usó datos ambientales y de campo para sugerir que el cinturón se forma estacionalmente en respuesta a dos entradas de nutrientes clave: una derivada de humanos y otra natural. En la primavera y el verano, la descarga del río Amazonas agrega nutrientes al océano, y dichos nutrientes descargados pueden haber aumentado en los últimos años debido al aumento de la deforestación y al uso de fertilizantes. En el invierno, el afloramiento frente a la costa de África occidental proporciona nutrientes de las aguas profundas a la superficie del océano donde crece el Sargassum.

"La evidencia de enriquecimiento de nutrientes es preliminar y se basa en datos de campo limitados y otros datos ambientales, y necesitamos más investigación para confirmar esta hipótesis", dijo el Dr. Chuanmin Hu, de la Facultad de Ciencias Marinas de la USF, quien dirigió el estudio y estudió Sargassum utiliza satélites desde 2006. "Por otro lado, en base a los últimos 20 años de datos, puedo decir que es muy probable que el cinturón sea una nueva normalidad", dijo Hu.

Hu encabezó el trabajo con el primer autor, el Dr. Mengqiu Wang, un erudito postdoctoral en su Laboratorio de Oceanografía Óptica en la USF. El equipo incluyó a otros miembros de USF, Florida Atlantic University y Georgia Institute of Technology. Los datos que analizaron en el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) de la NASA entre 2000-2018 indican un posible cambio de régimen en las floraciones de Sargassum desde 2011.

"La escala de estas floraciones es verdaderamente enorme, lo que hace que las imágenes satelitales globales sean una buena herramienta para detectar y rastrear su dinámica a través del tiempo", dijo Woody Turner, gerente del Programa de pronóstico ecológico en la sede de la NASA en Washington.

En dosis dispersas en mar abierto, Sargassum contribuye a la salud del océano al proporcionar hábitat para tortugas, cangrejos, peces y aves, y produce oxígeno mediante la fotosíntesis como otras plantas. "En el océano abierto, Sargassum proporciona grandes valores ecológicos, que sirven como hábitat y refugio para varios animales marinos. A menudo vi peces y delfines alrededor de estas colchonetas flotantes", dijo Wang.

Pero demasiada cantidad de estas algas dificulta que ciertas especies marinas se muevan y respiren, especialmente cuando las capas cubren la costa. Cuando muere y se hunde en el fondo del océano en grandes cantidades, puede sofocar corales y pastos marinos. En la playa, el Sargassum podrido libera gas de sulfuro de hidrógeno y huele a huevos podridos, lo que podría presentar problemas de salud para las personas en las playas que tienen asma, por ejemplo.

2011: un punto de inflexión

Antes de 2011, la mayor parte del Sargassum pelágico en el océano se encontraba principalmente flotando en parches alrededor del Golfo de México y el Mar de los Sargazos. El mar de los Sargazos se encuentra en el extremo occidental del Océano Atlántico central y lleva el nombre de su popular residente de algas. Cristóbal Colón informó por primera vez sobre Sargassum de este océano de aguas cristalinas en el siglo XV, y muchos navegantes del mar de los Sargazos están familiarizados con estas algas.

En 2011, las poblaciones de Sargassum empezaron a explotar en lugares donde no había estado antes, como el Océano Atlántico central, y llegaron a los abismos gigantescos que asfixiaron las costas e introdujeron una nueva molestia para los entornos y las economías locales. Algunos países, como Barbados, declararon una emergencia nacional el año pasado debido al costo que estas algas antes saludables tuvieron para el turismo.

"La química del océano debe haber cambiado para que las flores se salgan de las manos", dijo Hu. Sargassum se reproduce vegetativamente, y probablemente tiene varias zonas de iniciación alrededor del Océano Atlántico. Crece más rápido cuando las condiciones de los nutrientes son favorables y cuando su reloj interno hace tictac en favor de la reproducción.

Para desentrañar el misterio, el equipo analizó los patrones de consumo de fertilizantes en Brasil, las tasas de deforestación en el Amazonas, la descarga del río Amazonas, dos años de mediciones de nitrógeno y fósforo tomadas de las partes centrales del Océano Atlántico, entre otras propiedades oceánicas.

Si bien los datos son preliminares, el patrón parece claro: la explosión en Sargassum se correlaciona con aumentos en la deforestación y el uso de fertilizantes, que han aumentado desde 2010.

Una receta para una floración de fatalidad y tristeza

El equipo identificó los factores clave que son críticos para la formación de la floración: una gran población de semillas en el invierno restante de una floración previa, la entrada de nutrientes de África Occidental en invierno, y la entrada de nutrientes en la primavera o verano del río Amazonas. Además, el Sargassum solo crece bien cuando la salinidad es normal y las temperaturas de la superficie son normales o más bajas.

La floración de 2011 fue probablemente causada por la descarga del río Amazonas en años anteriores, dijo Wang, pero fue impulsada a proporciones aún mayores por el doble golpe de surgencia en el Atlántico este y la descarga del río en el Atlántico occidental.

Como se señala en las imágenes satelitales, se produjeron floraciones importantes cada año entre 2011 y 2018, excepto 2013, y el cóctel de ingredientes necesarios explica por qué. No hubo floración en 2013 porque las poblaciones de semillas medidas durante el invierno de 2012 fueron inusualmente bajas, dijo Wang.

Hu también explicó por qué el punto de inflexión comenzó en 2011 en lugar de 2010, incluso después de una descarga de la Amazonia significativa en 2009. Las lluvias significativas en 2009 introdujeron agua dulce en el océano, lo que redujo la salinidad. Además, en 2010 la temperatura de la superficie del mar era más alta de lo normal. Sargassum no floreció en 2009 ni en 2010 porque estas condiciones no favorecen el crecimiento de Sargassum.

"En última instancia, todo esto está relacionado con el cambio climático porque afecta las precipitaciones, la circulación oceánica e incluso las actividades humanas, pero lo que hemos demostrado es que estas floraciones no se producen debido al aumento de la temperatura del agua", dijo Hu. "Probablemente están aquí para quedarse".

El equipo informa que un patrón estacional más detallado que probablemente sea recurrente se ve así:

Enero: Sargassum en el Atlántico central proporciona las semillas para las posteriores floraciones de primavera-verano.

Ene-abril: Sargassum se convierte en una flor que se extiende hacia el Atlántico tropical (algunos pueden llegar al Caribe)

Abril a julio: las floraciones continúan convirtiéndose en un Gran Cinturón de Sargassum Atlántico (que se extiende hacia el noroeste por la Corriente del Norte de Brasil y la Corriente Ecuatorial del Norte, y hacia el este hasta la costa de África Occidental por la Corriente Contigua del Norte Ecuatorial)

Después de julio: Bloom continúa hacia el Atlántico este mientras la abundancia general comienza a disminuir.

Septiembre-octubre: Bloom se disipa gradualmente.

Invierno: O bien los tapetes se disipan (como en 2012) o contribuyen a nuevas floraciones en el próximo año

Sin bola de cristal y más trabajo necesario

La floración de Sargassum en el Caribe durante las primeras partes de este año fue incluso peor que el año pasado, dijo Hu, y es probable que tenga un impacto en las vacaciones de vacaciones en el norte del Caribe y el sur de la Florida, incluyendo República Dominicana, Puerto Rico, Jamaica, Quintana Roo. Cayos de Florida, Miami Beach y Palm Beach.

En general, predecir futuras floraciones es difícil, dijo Hu, porque las floraciones dependen de un amplio espectro de factores que son difíciles de predecir. También queda mucho por entender, como si el cinturón de Sargassum afecta a la pesca y cómo lo hace.

"Esperamos que esto proporcione un marco para una mejor comprensión y respuesta a este fenómeno emergente", dijo Hu. "Necesitamos mucho más trabajo de seguimiento".

Este trabajo fue financiado por varios programas en la División de Ciencias de la Tierra de la NASA, el Programa de Ciencias RESTAURACIÓN NOAA, el proyecto Cal / Val de JPSS / NOAA, la Fundación Nacional de Ciencias y una beca William and Elsie Knight.

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