Durante séculos, o Sargassum pelágico, alga marinha marrom flutuante, cresceu em águas pobres em nutrientes do Oceano Atlântico Norte, sustentado por fontes naturais de nutrientes 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 na composição do Sargassum, transformando este vibrante organismo vivo em um tóxico "morto zona."

Suas descobertas, publicadas na 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 crítico em viveiros de algas prejudiciais com impactos catastróficos nos ecossistemas costeiros, economias e saúde humana. Globalmente, a proliferação de algas nocivas está relacionada ao aumento da poluição de nutrientes.

O estudo, liderado pela FAU Harbor Branch, em colaboração com a University of South Florida, o Woods Hole Oceanographic Institution, a University of Southern Mississippi e a Florida State University, foi projetado para entender melhor os efeitos do suprimento de nitrogênio e fósforo no Sargassum. Os pesquisadores usaram um conjunto de dados de tecido de linha de base de carbono (C), nitrogênio (N) e fósforo (P) e relações molares C: N: P da década de 1980 e os compararam 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 para a limitação da produtividade do fósforo, mas também sugerem que o papel do fósforo como um nutriente limitante está sendo fortalecido pelos aumentos relativamente grandes no fornecimento de nitrogênio ambiental do escoamento terrestre, insumos atmosféricos e, possivelmente, outras fontes naturais, como a 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 incluíram amostragem sazonal no recife de Looe Key no baixo Florida Keys (1983 e 1984 ) e uma amostragem geográfica mais ampla (1986 e 1987) na costa de Florida Keys, Gulf Stream (Miami, Charleston e Cape Fear) e Belize, na América Central. As estações oceânicas incluíam o mar dos Sargaços no norte, centro e sul.

A maior porcentagem de N tecidual ocorreu em águas costeiras influenciadas pelo escoamento terrestre rico em nitrogênio, enquanto as menores razões C: N e C: P 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 ), a taxa de deposição de NO x 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 a de 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, 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 dos rios Congo, 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 do Sargaço do Atlântico tem ocorrido anualmente desde 2011 e se estendeu por 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 de Sargaço do Atlântico está tendo nas comunidades costeiras da África, Caribe, 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 dos vários organismos terrestres , impulsores oceânicos e atmosféricos das flores de Sargassum ", disse Lapointe.

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

"As atividades humanas alteraram muito os ciclos globais de carbono, nitrogênio e 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 desde, pelo menos, os anos 1950. Apesar das diminuições na carga de nitrogênio em algumas bacias hidrográficas costeiras, as razões N: P permanecem elevadas em muitos rios em comparação a 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. "