Il cambiamento climatico contribuisce allo spostamento delle dannose fioriture algali del lago Erie

Le fioriture algali dannose del lago Erie sono iniziate prima e hanno avuto periodi di picco più lunghi nell’ultimo decennio rispetto agli anni precedenti, come mostrano i dati appena pubblicati. Le temperature elevate legate al cambiamento climatico sono una causa, secondo i ricercatori dei National Centers for Coastal Ocean Science della NOAA, con le interazioni tra specie che probabilmente svolgono un ruolo.

Gli scienziati della NOAA hanno discusso di questo cambiamento e hanno previsto una fioritura algale da moderata a più che moderata per il bacino occidentale del lago quest’estate durante un briefing tenutosi il mese scorso presso l’Università statale dell’Ohio e lo Stone Laboratory dell’Ohio Sea Grant, al largo della costa di Put-in-Bay sul lago Erie.

Le fioriture algali si verificano quando i cianobatteri, o alghe verdi-azzurre, crescono in modo incontrollato a causa di una combinazione di nutrienti in eccesso, modelli meteorologici e altri fattori ecologici. Le fioriture possono rappresentare un grave problema di salute pubblica perché alcuni tipi di cianobatteri producono tossine. La microcistina, ad esempio, può causare eruzioni cutanee, problemi intestinali e problemi al fegato e ai reni. Livelli relativamente elevati nell’agosto 2014 hanno provocato una chiusura di due giorni della fornitura idrica pubblica di Toledo, che proviene dal lago Erie.

“Siamo stati certamente colti di sorpresa e l’impatto è stato che centinaia di migliaia di persone sono rimaste senza acqua potabile”, ha affermato Sean Corson, direttore dei National Centers for Coastal Ocean Science. L’impatto economico totale della crisi idrica del 2014 è stato di circa 65 milioni di dollari, ha affermato.

Anche quando i ceppi tossici non sono il problema, le fioriture algali possono comunque influenzare le attività commerciali e altre attività incentrate sui laghi dell’Ohio. A parte la bruttezza della schiuma verde neon, le persone non riescono a distinguere a occhio nudo tra ceppi tossici e non tossici. Tale incertezza scoraggia le attività basate sui laghi, come le visite alle spiagge e la pesca. Le fioriture aumentano anche i costi degli impianti di trattamento delle acque.

Anche i cianobatteri fuori controllo non forniscono un buon cibo per il resto della rete alimentare del lago. E contribuiscono alle cosiddette zone morte, aree con livelli molto bassi di ossigeno disciolto che non possono sostenere la vita acquatica.

Per più di un decennio, la NOAA ha lavorato con partner nello stato, tra cui l’Ohio Sea Grant Program, il National Center for Water Quality Research presso l’Università di Heidelberg, l’Università statale dell’Ohio e l’Università di Toledo, per prevedere la gravità delle fioriture nel bacino occidentale del lago Erie. È la parte meno profonda del lago, con pesci in abbondanza. È probabile che l’acqua si riscaldi più rapidamente e le fioriture lì prosperano più facilmente che altrove nel lago. L’acqua nel lago Erie generalmente si muove da ovest a est.

La fioritura dell’anno scorso è stata significativamente più grande dell’evento più piccolo della media previsto dai ricercatori. Quindi il team di previsione ha esaminato più attentamente i dati.

Dal 2012 al 2023, le fioriture algali del lago Erie sono generalmente iniziate a luglio, rispetto al decennio precedente, quando le fioriture solitamente iniziavano ad agosto, ha affermato l’oceanografo della NOAA Rick Stumpf, che svolge un ruolo di primo piano nel programma di previsione. Le fioriture algali del lago nell’ultimo decennio hanno anche avuto periodi di picco più lunghi, simili a plateau anziché a brevi picchi.

“Le fioriture stanno iniziando prima. Stanno durando più a lungo. I loro picchi sono più grandi. Quindi, secondo alcuni parametri, stanno peggiorando”, ha detto Corson.

“La temperatura è il fattore determinante”, ha affermato Stumpf, notando le tendenze in corso di estati più calde e minore copertura di ghiaccio negli inverni. Ma non è una semplice questione di acqua più calda che produce i cambiamenti. L’ipotesi attuale del team è che il passaggio a fioriture di alghe più precoci con periodi di picco più lunghi rifletta sia il cambiamento climatico sia le interazioni ecologiche.

Le diatomee sono un tipo di alghe unicellulari presenti nel lago Erie, che svolgono un ruolo importante nelle sue reti alimentari. In genere, surclassano i cianobatteri per i nutrienti all’inizio della stagione, quando l’acqua è più fredda, ha spiegato Stumpf. Le diatomee forniscono un buon alimento per i piccoli organismi lacustri chiamati zooplancton. Le condizioni mutevoli nel lago potrebbero aumentare il grado in cui lo zooplancton si moltiplica e si nutre di diatomee, forse sopprimendone le popolazioni prima rispetto agli anni precedenti. Quando ciò accadrà, i cianobatteri, che comunque preferiscono l’acqua più calda, potrebbero avere una via più chiara per utilizzare i nutrienti extra nell’acqua e crescere in modo incontrollato.

Sono in corso ricerche per comprendere meglio cosa sta succedendo, ha detto Stumpf. Potrebbe aiutare a perfezionare le previsioni future. Ma il cambiamento climatico è sicuramente un fattore nel mix.

“Sappiamo che il clima sta cambiando. Sappiamo che questo sta accadendo negli stati qui nella regione dei Grandi Laghi”, ha detto Corson. I cambiamenti in Ohio includono una tendenza verso temperature medie più calde e precipitazioni più intense che di solito aumentano il deflusso delle acque piovane.

Quando il terreno non riesce ad assorbire quel deflusso, trasporta i nutrienti dai fertilizzanti nei corsi d’acqua, insieme ad altri inquinanti. Il deflusso dei fertilizzanti dalle fattorie è una fonte importante sia di fosforo che di azoto, sebbene alcune quantità provengano anche da luoghi come campi da golf e suddivisioni suburbane.

I ricercatori stanno osservando cambiamenti nei modelli di fioritura algale altrove negli Stati Uniti. Ma “i cambiamenti sono davvero specifici per la singola area in cui ci si trova”, ha affermato Corson. Molte aree costiere stanno sperimentando tendenze al riscaldamento e cambiamenti nei modelli di precipitazione, insieme a cambiamenti nell’uso del suolo che aumentano la quantità di superfici impermeabili. “Tutti questi si stanno verificando e anche le forme delle fioriture stanno cambiando”, ha affermato.

Le prospettive per questa estate

La gravità delle fioriture algali del lago Erie varia di anno in anno. I fattori includono i livelli di carico di nutrienti dal bacino del fiume Maumee, che copre una vasta parte dell’Ohio nordoccidentale, insieme ad aree più piccole in Indiana e Michigan.

Il bacino rappresenta quasi la metà del fosforo totale che ogni anno finisce nel bacino occidentale del lago Erie, secondo Laura Johnson, che dirige il National Center for Water Quality Research. Lei e altri sono particolarmente interessati alla quantità di fosforo biodisponibile che ogni anno raggiunge il bacino occidentale del lago. Biodisponibile significa che il fosforo è in una forma che le alghe possono utilizzare.

Le stime per quel carico ogni primavera provengono da dati di flusso e analisi chimiche di campioni prelevati da apparecchiature di monitoraggio del flusso a Waterville, che rappresentano circa il 96 percento del bacino idrografico. Oltre il 60 percento del carico totale di fosforo biodisponibile dell’area dal 1° marzo al 23 giugno si è verificato ad aprile, ha affermato Johnson.

Quel mese è stato il più umido mai registrato nella regione, e più precipitazioni generalmente significano più deflusso di fertilizzanti. Tuttavia, è stato anche un inverno mite. I terreni relativamente asciutti hanno potuto assorbire una discreta quantità di deflusso, il che ha impedito “folli inondazioni improvvise”, ha detto Johnson. Un po’ di fosforo rimane nel lago dagli scarichi degli anni precedenti.

Stumpf e il suo team hanno inserito le informazioni del gruppo di Johnson e altri dati in tre modelli per stimare quanto sarà grave la fioritura algale di quest’anno su una scala da 1 a 10. “Tre modelli offrono maggiori possibilità di mettere tra parentesi il risultato giusto”, ha spiegato Stumpf.

Il lavoro di quest’anno riflette anche una modifica per tenere conto del modello mutevole di inizi anticipati e picchi più lunghi per le fioriture algali del lago Erie. “Ora stiamo addestrando quei modelli sui dati dal 2013 al 2023”, ha affermato Stumpf. I dati più aggiornati dovrebbero migliorare i risultati dei modelli.

Per quest’anno, la NOAA ha previsto una fioritura di Livello 5, con un intervallo da 4,5 a 6. Fortunatamente, ha detto Corson, la tecnologia continua a migliorare il monitoraggio continuo delle fioriture algali. Anche la tecnologia degli impianti di trattamento delle acque è migliorata, ha osservato.

“La fioritura non è sempre presente su tutto il lago”, ha sottolineato Stumpf. I modelli del vento e altri fattori determinano quali aree sono interessate in un momento specifico. Controllare le previsioni aggiornate della NOAA può aiutare a pianificare le attività ricreative.

“Questo vi mostrerà dove sta andando la fioritura”, ha detto Chris Winslow, direttore dell’Ohio Sea Grant e dello Stone Laboratory dell’Ohio State University. La pagina web BeachGuard del Dipartimento della Salute dell’Ohio riporta anche i risultati dei campionamenti per le tossine dei cianobatteri e Escherichia coli batteri.

I ricercatori consigliano anche il buonsenso. Se l’acqua appare verde e schiumosa, “tenete voi stessi, i vostri bambini e i vostri animali domestici fuori dall’acqua”, ha detto Stumpf. Non tutte le fioriture algali hanno alti livelli di ceppi produttori di tossine, ma non vale la pena correre rischi.