Con la creciente frecuencia y magnitud de las floraciones tóxicas de algas de agua dulce que se convierten en un problema de salud pública cada vez más preocupante, los científicos de Carnegie Jeff Ho y Anna Michalak, junto con sus colegas, han logrado nuevos avances en la comprensión de los factores detrás de las floraciones del lago Erie y sus implicaciones para el lagorestauración. El trabajo se publica en dos estudios relacionados.
Utilizando datos del instrumento Landsat 5 de la NASA, los investigadores generaron nuevas estimaciones de las floraciones de algas históricas en el lago Erie, más del doble de la cantidad de años previamente disponibles para que los científicos investiguen, del 14 al 32. Este primer estudio fue publicado en Teledetección del medio ambiente . Al explorar este nuevo registro histórico, descubrieron que la carga acumulada de fósforo a escala decenal, que es la escorrentía que ingresa a la vía fluvial, ayuda a predecir el tamaño de la floración además de los efectos de las entradas de fósforo en el mismo año.El trabajo sugiere que puede tomar hasta una década cosechar los beneficios de las reducciones de carga de nutrientes propuestas recientemente.Este segundo estudio fue publicado en el Revista de Investigación de los Grandes Lagos .
Las floraciones de algas de agua dulce dañinas resultan cuando se agregan cantidades excesivas de fósforo al agua, a menudo como escorrentía del fertilizante. El exceso de fósforo estimula el crecimiento de plantas acuáticas y el fitoplancton como las algas azul-verdes Microcytsis sp ., Un organismo que produce una toxina que afecta el hígado humano y también puede causar irritación de la piel.
En ninguna parte el problema de las floraciones de algas tóxicas se ha sentido de manera más aguda que el lago Erie, que limita con los estados de Ohio, Pensilvania y Nueva York, y la provincia canadiense de Ontario. En las décadas de 1960 y 1970, las floraciones de algas fueron importantesmolestia, pero los objetivos de fósforo binacionales llevaron a la recuperación del lago. Más recientemente, las floraciones han regresado con mayor intensidad y consecuencias, con floraciones récord en 2011 y 2015. Toxinas de a Microcystis la floración en 2014 llevó a un aviso de tres días de "no beber agua del grifo" para los 500,000 residentes de Toledo, Ohio y sus alrededores.
"La calidad del agua en la parte occidental del lago Erie ha estado disminuyendo durante dos décadas", comentó el autor principal Jeff Ho. "Alrededor de 11 millones de personas dependen del lago Erie para beber agua".
Este problema urgente provocó el desarrollo de nuevos objetivos de fósforo de la Comisión Conjunta Internacional binacional en 2016. Los nuevos objetivos son un paso importante para salvaguardar el agua del lago Erie, pero es probable que la recuperación tarde varios años incluso después de la cantidad de fósforoentrar al lago ha disminuido.
"Los resultados de nuestros estudios sugieren que el fósforo atrapado en los sedimentos del lago continúa siendo liberado en el lago durante varios años, alimentando las floraciones año tras año", comentó la coautora Anna Michalak.
Michalak y Ho estaban motivados para embarcarse en estos estudios después de darse cuenta de que todos los esfuerzos actuales para modelar las floraciones tóxicas en el lago Erie se basaron en menos de quince años de datos ". ¿Cambiaría nuestra comprensión de los procesos del lago si pudiéramos volver a ver¿Qué estaba pasando en los años 80 y 90? "Michalak recuerda haber preguntado.
El primer paso fue obtener nueva información sobre floraciones históricas de los registros satelitales existentes. Para hacer esto, el equipo examinó el archivo Landsat 5, volviendo a 1984. Usando un método recientemente desarrollado basado en múltiples métricas de presencia de floración, distribución, tamaño y tiempo, evaluaron once algoritmos Landsat candidatos y encontraron el que mejor se ajustaba a los datos existentes de los últimos años. Luego aplicaron este algoritmo para mapear las floraciones desde 1984, más que duplicando el registro histórico existente y aumentando drásticamente sucapacidad de comprender tendencias y causas.
"Este enfoque multimétrico para identificar el mejor algoritmo de detección de floración nos dio una imagen completa de las fortalezas y debilidades de cada algoritmo", comentó Ho.
Con estos nuevos datos de floración en la mano, los investigadores exploraron las relaciones entre la gravedad de la floración y los aportes de agua al lago, especialmente el fósforo. Los investigadores descubrieron que la cantidad de fósforo que ingresa al lago cada primavera, junto con la cantidad de fósforo que había ingresadoel lago durante la década anterior, podría explicar las tres cuartas partes de la variabilidad de un año a otro en el tamaño de la floración durante el período récord de tres décadas.
"La carga acumulada de fósforo, indicativa de tendencias a largo plazo en el tamaño de la floración, fue la clave para comprender por qué algunas floraciones se habían producido durante años con muy poca escorrentía de fósforo en primavera", comentó Ho ". También explica por qué las floraciones se han estado produciendomás grande en los últimos años, incluso más de lo que hubiéramos esperado en función de los cambios de año a año en la carga de primavera solo ", agregó Michalak.
"El camino hacia el lago Erie está despejado: tenemos que reducir la cantidad de fósforo que fluye hacia el lago. Y tendremos que ser pacientes para darle tiempo al lago para recuperarse", concluyó Michalak.
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Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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