Com a crescente frequência e magnitude da proliferação de algas tóxicas de água doce, tornando-se uma preocupação cada vez mais preocupante para a saúde pública, Os cientistas da Carnegie Jeff Ho e Anna Michalak, junto com colegas, fizeram novos avanços na compreensão dos motivos por trás das flores do Lago Erie e suas implicações para a restauração do lago. O trabalho é publicado em dois estudos relacionados.

Usando dados do instrumento Landsat 5 da NASA, os pesquisadores geraram novas estimativas de florescimentos históricos de algas no Lago Erie, mais do que dobrando o número de anos anteriormente disponível para os cientistas investigarem, de 14 a 32. (Este primeiro estudo foi publicado em Sensoriamento Remoto do Meio Ambiente .) Explorando este novo registro histórico, eles descobriram que a carga cumulativa de fósforo em escala decadal - ou seja, o escoamento que entra na hidrovia - ajuda a prever o tamanho da floração, além dos efeitos das entradas de fósforo no mesmo ano. O trabalho sugere que pode levar até uma década para colher os benefícios das reduções de carga de nutrientes recentemente propostas. (Este segundo estudo foi publicado no Journal of Great Lakes Research .)

A proliferação de algas de água doce prejudicial ocorre quando quantidades excessivas de fósforo são adicionadas à água, frequentemente como escoamento de fertilizante. O excesso de fósforo estimula o crescimento de plantas aquáticas e fitoplâncton como as algas verde-azuladas Microcytsis sp ., um organismo que produz uma toxina que afeta o fígado humano e também pode causar irritação na pele.

Em nenhum lugar o problema da proliferação de algas tóxicas foi sentido de forma mais aguda do que no Lago Erie, que faz fronteira com os estados americanos de Ohio, Pensilvânia, e Nova York, e a província canadense de Ontário. Nas décadas de 1960 e 1970, a proliferação de algas era um grande incômodo, mas os alvos binacionais de fósforo levaram à recuperação do lago. Mais recentemente, os florescimentos voltaram com maior intensidade e consequências, com florescimento recorde em 2011 e 2015. Toxinas de um Microcystis florescer em 2014 levou a um aviso de três dias "não beba água da torneira" para os 500, 000 residentes de Toledo, Ohio, e a área circundante.

"A qualidade da água na porção oeste do Lago Erie está diminuindo há duas décadas, "comentou o autor principal, Jeff Ho." Cerca de 11 milhões de pessoas dependem do Lago Erie para beber água. "

Este problema urgente levou ao desenvolvimento de novos alvos de fósforo da Comissão Conjunta Internacional binacional em 2016. Os novos alvos são um passo importante na salvaguarda da água do Lago Erie, mas é provável que a recuperação leve vários anos, mesmo depois que a quantidade de fósforo que entra no lago tenha diminuído.

"Os resultados dos nossos estudos sugerem que o fósforo preso nos sedimentos do lago continua a ser relançado no lago por vários anos, alimentando flores ano após ano, "comentou a co-autora Anna Michalak.

Michalak e Ho ficaram motivados para embarcar nesses estudos depois de perceber que todos os esforços atuais para modelar florescências tóxicas no Lago Erie foram baseados em menos de quinze anos de dados. "Nossa compreensão dos processos lacustres mudaria se pudéssemos voltar para ver o que estava acontecendo nos anos 80 e 90?" Michalak lembra de ter perguntado.

O primeiro passo foi colher novas informações sobre florações históricas de registros de satélite existentes. Para fazer isso, a equipe olhou para o arquivo Landsat 5, voltando a 1984. Usando um método recentemente desenvolvido com base em várias métricas de presença de flor, distribuição, Tamanho, e tempo, eles avaliaram onze candidatos a algoritmos Landsat, e encontrou o que melhor correspondeu aos dados existentes nos últimos anos. Eles então aplicaram este algoritmo para mapear flores de volta a 1984, mais do que dobrando o registro histórico existente, e aumentando drasticamente sua capacidade de entender tendências e causas.

"Esta abordagem multimétrica para identificar o melhor algoritmo de detecção de flor nos deu uma imagem abrangente dos pontos fortes e fracos de cada algoritmo, "comentou Ho.

Com esses novos dados de flor em mãos, os pesquisadores exploraram as relações entre a severidade da floração e a entrada de água no lago, especialmente o fósforo. Os pesquisadores descobriram que a quantidade de fósforo que entra no lago a cada primavera, junto com a quantidade de fósforo que entrou no lago na década anterior, poderia explicar três quartos da variabilidade ano a ano no tamanho da floração durante o período de registro de três décadas.

"A carga cumulativa de fósforo, indicativo de tendências de longo prazo no tamanho do florescimento, foi a chave para entender por que algumas florações ocorreram durante anos com muito pouco escoamento de fósforo na primavera, "comentou Ho." Isso também explica por que as flores têm aumentado nos últimos anos, ainda mais do que esperaríamos com base nas mudanças ano a ano apenas no carregamento da primavera, "acrescentou Michalak.

"O caminho à frente para o Lago Erie está livre - temos que reduzir a quantidade de fósforo que flui para o lago. E precisaremos ser pacientes para dar ao lago tempo para se recuperar, "concluiu Michalak.