Durante séculos, Sargassum pelágico, algas marrons flutuantes, cresceram em águas pobres em nutrientes do Oceano Atlântico Norte, apoiado por fontes de nutrientes naturais, como excreções de peixes e invertebrados, ressurgência e fixação de nitrogênio. Usando uma linha de base histórica única da década de 1980 e comparando-a com amostras coletadas desde 2010, pesquisadores do Harbor Branch Oceanographic Institute da Florida Atlantic University e colaboradores descobriram mudanças dramáticas na química e composição do Sargassum, transformando este vibrante organismo vivo em uma "zona morta" tóxica.

Suas descobertas, publicado em Nature Communications , sugerem que o aumento da disponibilidade de nitrogênio de fontes naturais e antropogênicas, incluindo esgoto, está apoiando a proliferação de Sargassum e transformando um habitat de viveiro crítico em florações de algas prejudiciais com impactos catastróficos nos ecossistemas costeiros, economias, e saúde humana. Globalmente, A proliferação de algas prejudiciais está relacionada ao aumento da poluição por nutrientes.

O estudo, liderado pela FAU Harbor Branch, em colaboração com a University of South Florida, Woods Hole Oceanographic Institution, a University of Southern Mississippi, e a Florida State University, foi projetado para compreender melhor os efeitos do fornecimento de nitrogênio e fósforo no Sargassum. Os pesquisadores usaram um conjunto de dados de base de tecido de carbono (C), nitrogênio (N) e fósforo (P) e relações molares C:N:P da década de 1980 e comparou-as com amostras mais recentes coletadas desde 2010.

Os resultados mostram que a porcentagem de N do tecido aumentou significativamente (35 por cento) simultaneamente com uma diminuição na porcentagem de fósforo (42 por cento) no tecido Sargassum da década de 1980 a 2010. A composição elementar variou significativamente ao longo do estudo de longo prazo, assim como as razões C:N:P. Notavelmente, a maior mudança foi a razão nitrogênio:fósforo (N:P), que aumentou significativamente (111 por cento). As relações carbono:fósforo (C:P) também aumentaram de forma semelhante (78 por cento).

"Os dados do nosso estudo suportam não apenas um papel principal na limitação da produtividade do fósforo, mas também sugere que o papel do fósforo como um nutriente limitante está sendo fortalecido pelos aumentos relativamente grandes no fornecimento de nitrogênio ambiental do escoamento terrestre, entradas atmosféricas, e possivelmente outras fontes naturais, como fixação de nitrogênio, "disse Brian Lapointe, Ph.D., autor sênior, um dos principais especialistas em Sargassum e professor pesquisador da FAU Harbor Branch.

Um total de 488 amostras de tecido de Sargassum foram coletadas durante vários projetos de pesquisa e cruzeiros na bacia do Atlântico Norte entre 1983-1989 e, mais recentemente, entre 2010-2019, e incluiu amostragem sazonal ao largo do recife de Looe Key no baixo Florida Keys (1983 e 1984) e uma amostragem geográfica mais ampla (1986 e 1987) ao largo da costa de Florida Keys, Gulf Stream (Miami, Charleston e Cape Fear), e Belize, América Central. As estações oceânicas incluíam o norte, Mar dos Sargaços central e meridional.

A maior porcentagem de N tecidual ocorreu em águas costeiras influenciadas pelo escoamento terrestre rico em nitrogênio, enquanto as razões C:N e C:P mais baixas ocorreram no inverno e na primavera durante o pico das descargas do rio. A faixa geral para as razões N:P foi de 4,7 a 99,2 com o valor médio mais alto no oeste da Baía da Flórida (89,4), seguido por locais no Golfo do México e Caribe. As relações N:P mais baixas foram observadas no Caribe oriental em St. Thomas (20,9) e Barbados (13,0).

Por causa das emissões antropogênicas de óxidos de nitrogênio (NO _x ), o não _x a taxa de deposição é cerca de cinco vezes maior do que a dos tempos pré-industriais, em grande parte devido à produção de energia e queima de biomassa. A produção de nitrogênio de fertilizante sintético aumentou nove vezes, enquanto o do fosfato triplicou desde a década de 1980, contribuindo para um aumento global nas razões N:P. Notavelmente, 85 por cento de todos os fertilizantes de nitrogênio sintético foram criados desde 1985, que foi logo após o início da amostragem do Sargassum em Looe Key em 1983.

"Em sua ampla distribuição, o recém-formado Grande Cinturão de Sargaço do Atlântico pode ser sustentado por entradas de nitrogênio e fósforo de uma variedade de fontes, incluindo descargas do Congo, Rios Amazonas e Mississippi, ressurgência na costa da África, mistura vertical, ressurgência equatorial, deposição atmosférica da poeira do Saara, e queima de biomassa da vegetação na África Central e do Sul, "disse Lapointe.

Dados de satélite de longo prazo, modelos numéricos de rastreamento de partículas, e medições de campo indicam que o Grande Cinturão de Sargaço do Atlântico tem ocorrido anualmente desde 2011 e se estendido até 8, 850 quilômetros da costa oeste da África até o Golfo do México, com pico em julho de 2018.

"Considerando os efeitos negativos que o Grande Cinturão do Sargaço do Atlântico está tendo nas comunidades costeiras da África, o caribenho, Golfo do México e Sul da Flórida, mais pesquisas são necessárias com urgência para informar melhor a tomada de decisão da sociedade em relação à mitigação e adaptação das várias espécies terrestres, oceânico, e impulsores atmosféricos das flores de Sargassum, "disse Lapointe.

Remoção de Sargassum das praias do Texas durante o início, inundações menos severas foram estimadas em $ 2,9 milhões por ano e apenas o condado de Miami-Dade, na Flórida, estimou despesas recentes de remoção de $ 45 milhões por ano. A limpeza em todo o Caribe em 2018 custou US $ 120 milhões, que não inclui a diminuição das receitas do turismo perdido. Os encalhes de Sargassum também impactam a vida marinha e causam problemas respiratórios devido ao processo de decomposição e outros problemas de saúde humana, como aumento de bactérias fecais.

"As atividades humanas alteraram muito o carbono global, azoto, e os ciclos de fósforo, e as entradas de nitrogênio são consideradas agora de 'alto risco' e acima de um limite planetário seguro, "disse Lapointe." Com base em pesquisas científicas, o crescimento populacional e as mudanças no uso da terra aumentaram a poluição por nitrogênio e a degradação dos estuários e das águas costeiras, pelo menos desde a década de 1950. Apesar das diminuições no carregamento de nitrogênio em algumas bacias hidrográficas costeiras, As razões N:P permanecem elevadas em muitos rios em comparação com os valores históricos. A tendência para razões N:P mais altas nos principais rios da bacia do Atlântico é paralela às razões N:P aumentadas que agora vemos em Sargasum. "