Crédito de la foto: Dr. Brian Lapointe.
Durante siglos, el sargazo pelágico , alga parda flotante, ha crecido en aguas bajas en nutrientes del Océano Atlántico Norte. Eso es debido al apoyo de fuentes naturales de nutrientes como excreciones de peces e invertebrados, afloramientos y fijación de nitrógeno. El uso de una línea de base histórica única de la década de 1980 y compararla con las muestras recogidas desde 2010, permitieron hacer un hallazgo. Los investigadores han descubierto cambios dramáticos en la química y la composición del Sargazo , transformando este organismo vivo vibrante en un tóxica «zona muerta.» El equipo de investigación es de la Florida Atlantic University’s Harbor Branch Oceanographic Institute.
Sus hallazgos, sugieren que una mayor disponibilidad de nitrógeno de fuentes naturales y antropogénicas, incluidas las aguas residuales, está apoyando las floraciones de Sargazo. Además está convirtiendo un hábitat crítico de vivero en floraciones de algas nocivas con impactos catastróficos en los ecosistemas costeros, las economías y la salud humana. A nivel mundial, las floraciones de algas nocivas están relacionadas con una mayor contaminación por nutrientes.
Tratando de comprender mejor los efectos del suministro de nitrógeno y fósforo en el Sargazo
El estudio fue dirigido por FAU Harbor Branch, en colaboración con las siguientes instituciones. La Universidad del Sur de Florida , la Institución Oceanográfica Woods Hole , la Universidad del Sur de Mississippi y la Universidad Estatal de Florida. El estudio fue diseñado para comprender mejor los efectos del suministro de nitrógeno y fósforo en el sargazo. Los investigadores utilizaron un conjunto de datos de la década de 1980. Estos son de tejido de referencia de carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P) y relaciones molares C: N: P. Las compararon con muestras más recientes recolectadas desde 2010.
Los resultados muestran que el porcentaje de N en el tejido aumentó significativamente (35 por ciento). Al mismo tiempo hubo una disminución en el porcentaje de fósforo (42 por ciento) en el tejido de Sargazo. Esto es desde la década de 1980 hasta la de 2010. La composición elemental varió significativamente durante el estudio a largo plazo, al igual que las proporciones C: N: P. En particular, el mayor cambio fue la relación nitrógeno: fósforo (N: P), que aumentó significativamente (111 por ciento). Las proporciones de carbono: fósforo (C: P) también aumentaron de manera similar (78 por ciento).
“Los datos de nuestro estudio respaldan no solo un papel principal para la limitación de la productividad del fósforo. También sugieren que el papel del fósforo como un nutriente limitante se está fortaleciendo por los aumentos relativamente grandes en el suministro de nitrógeno ambiental. Estos provienen de la escorrentía terrestre, las entradas atmosféricas y posiblemente otras fuentes naturales como la fijación de nitrógeno”, dijo el Dr. Brian Lapointe. Él es el autor principal y un destacado experto en sargazo y profesor de investigación en FAU Harbor Branch.
Crédito: Florida Atlantic University.
Recabando datos
Se recolectaron un total de 488 muestras de tejido de Sargassum. Esto se hizo durante varios proyectos de investigación y cruceros en la cuenca del Atlántico Norte entre 1983-1989 y más recientemente entre 2010-2019. Incluyeron muestreos estacionales frente al arrecife de Looe Key en la parte baja de los Cayos de Florida (1983 y 1984). También un muestreo geográfico amplio (1986 y 1987) frente a la costa de los Cayos de Florida, Gulf Stream (Miami, Charleston y Cape Fear) y Belice. Las estaciones oceánicas incluyeron el norte, centro y sur del mar de los Sargazos.
El mayor porcentaje de N tisular ocurrió en aguas costeras influenciadas por la escorrentía terrestre rica en nitrógeno. Mientras que las proporciones más bajas de C: N y C: P ocurrieron en invierno y primavera durante las descargas máximas de los ríos. El rango general para las relaciones N: P fue de 4.7 a 99.2. El valor medio más alto se registró en el oeste de la Bahía de Florida (89.4). Fue seguido de ubicaciones en el Golfo de México y el Caribe. Las relaciones N: P más bajas se observaron en el Caribe oriental en St. Thomas (20,9) y Barbados (13,0).
Fuentes del aumento de Nitrógeno
Debido a las emisiones antropogénicas de óxidos de nitrógeno (NOx), la tasa de deposición de NOx es aproximadamente cinco veces mayor que en la época preindustrial. Esto es en gran parte debido a la producción de energía y la quema de biomasa. La producción de nitrógeno como fertilizante sintético se ha multiplicado por nueve, mientras que la de fosfato se ha triplicado desde la década de 1980. Ello ha contribuido a un aumento global de las relaciones N: P. En particular, el 85 por ciento de todos los fertilizantes nitrogenados sintéticos se han creado desde 1985. Eso fue poco después de que comenzara el muestreo de referencia de Sargazo en Looe Key en 1983.
“En su amplia distribución, el recién formado Gran Cinturón de Sargazo del Atlántico puede recibir el apoyo de aportes de nitrógeno y fósforo de varias fuentes. Estas incluyen descargas de los ríos Congo, Amazonas y Mississippi, afloramientos frente a la costa de África, mezcla vertical, afloramiento ecuatorial. Además también la deposición atmosférica del polvo sahariano y la quema de biomasa de la vegetación en África central y sudafricana”, dijo Lapointe.
El Gran Cinturón de Sargazo y sus efectos negativos sobre las comunidades costeras
Los datos satelitales a largo plazo, los modelos numéricos de seguimiento de partículas y las mediciones de campo, nos dan a conocer algo. Indican que el Gran Cinturón de Sargazo del Atlántico se repite anualmente desde 2011. Se extiende hasta 8.850 kilómetros desde la costa oeste de África hasta el Golfo de México, alcanzando su punto máximo en Julio de 2018.
“El Gran Cinturón de Sargazos tiene efectos negativos en las comunidades costeras de África, el Caribe, el Golfo de México y el sur de Florida. se necesita urgentemente más investigación para informar mejor la toma de decisiones de la sociedad. Decisiones estas sobre la mitigación y adaptación de las diversas especies terrestres, impulsores oceánicos y atmosféricos de las floraciones de Sargazo ”, dijo Lapointe.
La remoción de sargazo de las playas de Texas durante inundaciones anteriores menos severas se estimó en $ 2.9 millones por año. Además solo el condado Miami-Dade de Florida estimó gastos recientes de remoción de $ 45 millones por año. La limpieza en todo el Caribe en 2018 costó $ 120 millones, lo que no incluye la disminución de los ingresos por la pérdida de turismo. Los varamientos de sargazo también afectan la vida marina y causan problemas respiratorios por el proceso de descomposición y otros problemas de salud humana. Como por ejemplo el aumento de bacterias fecales.
Conclusiones
“Las actividades humanas han alterado enormemente los ciclos globales del carbono, el nitrógeno y el fósforo. Las entradas de nitrógeno se consideran ahora de ‘alto riesgo’ y por encima de un límite planetario seguro”, dijo Lapointe. “Según la investigación científica, el crecimiento de la población y los cambios en el uso de la tierra han aumentado la contaminación por nitrógeno. También han aumentado la degradación de los estuarios y las aguas costeras desde al menos la década de 1950″.
«Ha habido una disminución de la carga de nitrógeno en algunas cuencas costeras. Sin embargo las proporciones N: P siguen siendo elevadas en muchos ríos en comparación con los valores históricos. La tendencia hacia proporciones más altas de N: P en los principales ríos de la cuenca del Atlántico tiene otra paralela. Son las proporciones aumentadas de N: P que ahora vemos en el Sargazo».
Coautores de la Investigación y Financiamiento
Los coautores del estudio son Rachel Brewton, coordinadora de investigación, y Laura Herren, bióloga investigadora, ambas en FAU Harbor Branch. Chuanmin Hu , Ph.D., Profesor de Oceanografía Óptica, Universidad del Sur de Florida. Mengqui Wang , Ph.D., investigadora postdoctoral en la Facultad de Ciencias Marinas de la Universidad del Sur de Florida. Dennis McGillicuddy, Jr., Ph.D., científico senior y Director del Departamento de Física e Ingeniería Oceánica aplicada, Woods Hole Oceanographic Institution. Scott Lindell, especialista en investigación de la Institución Oceanográfica Woods Hole. Frank J. Hernandez, Ph.D., Profesor Asistente, División de Ciencias Costeras, Universidad del Sur de Mississippi. Finalmente Peter Morton, Ph.D., Departamento de Ciencias de la Tierra, los Océanos y la Atmósfera de la Universidad Estatal de Florida.
Esta investigación fue financiada por los siguientes programas e instituciones. El Programa de Biogeoquímica y Biología Oceánica de la NASA (NNX14AL98G, NNX16AR74G), el Programa de Pronóstico Ecológico (NNX17AE57G), el Programa Científico RESTORE de NOAA (NA17NOS4510099). También, la Fundación Nacional de Ciencias (NSF-OCE 85–701 15492 y OCE 88–12055) y una beca Red Wright de la Bermuda Biological Station.
Fuente: Florida Atlantic University.
Artículo original: «Sargassum now world’s largest harmful algal bloom due to nitrogen«. Gisele Galoustian. May 24, 2021.
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