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Maree rosse

La marea rossa è un fenomeno quando una popolazione di fitoplancton, una pianta unicellulare, cresce molto velocemente o “fiorisce” e si accumula in macchie dense e visibili vicino alla superficie dell’acqua. Le maree rosse si verificano naturalmente, ma ci sono ampie prove che dimostrano che l’inquinamento dei nutrienti e il riscaldamento delle acque possono alimentare le fioriture, facendole durare più a lungo e coprire aree più grandi. È importante notare che le maree rosse e le fioriture di alghe blu-verdi sono simili, ma diverse. Le maree rosse si verificano principalmente nei corpi marini/salati, mentre le alghe blu-verdi (cianobatteri) si verificano principalmente nei corpi d’acqua dolce. Leggi i cianobatteri in questo articolo separato.

La maggior parte delle specie di alghe, o fitoplancton, non sono dannose, e servono come produttori di energia essenziale alla base della rete alimentare, senza la quale la vita superiore su questo pianeta non esisterebbe. Si ritiene che il fitoplancton generi fino all’80% della fornitura di ossigeno del mondo. Assorbono nutrienti e anidride carbonica dall’acqua e producono ossigeno attraverso la fotosintesi.
Purtroppo, alcuni fitoplancton sono estremamente dannosi e tossici per gli esseri umani e la fauna marina quando raggiungono alte concentrazioni. Alcuni tipi di fitoplancton, come il dinoflagellato Karenia brevis (K. brevis), che compone le maree rosse al largo della costa della Florida, può rilasciare brevetoxine dannose nell’oceano e nell’aria, causando massicce uccisioni di pesci, mammiferi marini e tartarughe marine; e dolorosi bruciori agli occhi e ai polmoni per i vicini frequentatori delle spiagge. Inoltre, grandi porzioni di fitoplancton nelle maree rosse e altre fioriture di alghe alla fine muoiono e affondano sul fondo, dove la decomposizione da parte dei batteri riduce il contenuto di ossigeno disciolto (DO) dell’ambiente marino circostante. Se una quantità sostanziale di DO viene rimossa, quell’area dell’oceano può essere incapace di sostenere la vita marina, creando qualcosa conosciuto come una zona morta, causando ulteriori uccisioni di pesci e la perdita di habitat potenzialmente importanti.

La marea rossa 2018 della Florida

La Florida ha vissuto una delle più diffuse e dannose maree rosse dell’ultimo decennio. Tra l’agosto 2017 e l’agosto 2018, la marea rossa, larga 150 miglia, ha causato oltre 2.000 tonnellate di fauna selvatica morta a lavarsi sulle spiagge della Florida, e in crescita. Lo stato ha dichiarato lo stato di emergenza in sette contee, con la contea di Lee che ha sperimentato la più alta entità di fauna selvatica morta (1.700 tonnellate). I rapporti hanno documentato la morte di 115 lamantini, un giovane squalo balena, e 354 tartarughe marine, tra cui le teste di toro e la Kemp’s Ridley, in pericolo critico. E questo in aggiunta alle massicce uccisioni di pesce che si stanno verificando lungo entrambe le coste.

Originariamente iniziato nel Golfo del Messico, dove c’è un sostanziale carico di nutrienti di deflusso incontrollato da operazioni agricole terrestri, la marea rossa ha poi avvolto la punta della Florida, e sta avendo un impatto sulla costa atlantica della Florida, tra cui Palm Beach County. I campioni d’acqua hanno mostrato concentrazioni estremamente elevate di K. brevis nella prolifica marea rossa, contando oltre un milione di cellule (singole alghe) per litro d’acqua. Il livello abituale di K. brevis in condizioni di non marea rossa è meno di 1.000 cellule per litro. Questo scenario estremo in Florida sta avendo un grave impatto sulle comunità costiere e sulla fauna marina locale, con milioni di dollari in costi di pulizia, malattie umane e perdite significative nelle entrate turistiche. Ad agosto 2018, questa marea rossa è già costata alla Florida 8 milioni di dollari in mancate entrate solo dalle imprese costiere.
Come le maree rosse guadagnano sempre più copertura mediatica, le persone in tutta la nazione si sono chieste da dove vengono le maree rosse, quali sono gli impatti, cosa le sta causando e cosa possiamo fare per fermarle.

Da dove vengono le maree rosse

Il fitoplancton esiste naturalmente nel nostro ambiente marino e, come detto, è essenziale per sostenere la vita sul nostro pianeta. Tuttavia, il livello abituale di fitoplancton, o il livello in un “sistema equilibrato”, è solo a circa 1.000 cellule per litro di acqua oceanica o meno. Durante un evento di marea rossa, la quantità di fitoplancton aumenta ampiamente a 1 milione di cellule, anche fino a 20 milioni di cellule, per litro di acqua dell’oceano, creando una “fioritura”. Quindi non è come se questa enorme striscia di fitoplancton esistesse da anni e viaggiasse intorno al nostro oceano impattando diverse coste; è un fitoplancton abbastanza locale che sperimenta una crescita prolifica in un breve lasso di tempo. Cosa causa queste prolifiche crescite di fitoplancton? Il consenso generale è che le maree rosse possono accadere e sono accadute naturalmente, ma sono esacerbate dall’aggiunta di troppi nutrienti che entrano nei nostri corsi d’acqua marini, insieme al riscaldamento delle acque.

In aggiunta alla luce del sole, il fitoplancton richiede nutrienti come azoto e fosforo per crescere. Naturalmente, l’azoto e il fosforo sono abbastanza limitati nel nostro ambiente marino, quindi le popolazioni di fitoplancton rimangono sotto controllo, perché semplicemente non ci sono abbastanza nutrienti per sostenere popolazioni più grandi. Tuttavia, quando le operazioni agricole eccessivamente fertilizzate, o i liquami ricchi di nutrienti provenienti da operazioni di alimentazione concentrata o sistemi settici difettosi e impianti di trattamento delle acque reflue, defluiscono nei nostri ambienti marini, introducono ulteriori nutrienti nei corsi d’acqua, permettendo di sostenere popolazioni più grandi di fitoplancton, e si verificano fioriture di massa. Questo processo di crescita algale alimentata da nutrienti e zone morte è chiamato eutrofizzazione. Quest’acqua ricca di nutrienti è stata anche associata ad altre forme di degrado marino, tra cui lo sbiancamento della barriera corallina, la morte della barriera corallina e altro ancora.
Finalmente, la maggior parte del fitoplancton che compone le maree rosse muore e affonda sul fondo, dove la decomposizione da parte dei batteri riduce il contenuto di ossigeno disciolto (DO) dell’ambiente marino circostante. Se una quantità sostanziale di DO viene rimossa, quell’area dell’oceano può essere incapace di sostenere la vita marina, creando qualcosa conosciuto come una zona morta, causando ulteriori uccisioni di pesci e la perdita di habitat potenzialmente importanti.
Eutrofizzazione
Estratto sull’eutrofizzazione dal NOAA:

“Fioriture algali nocive, zone morte e uccisioni di pesci sono i risultati di un processo chiamato eutrofizzazione, che inizia con l’aumento del carico di nutrienti negli estuari e nelle acque costiere. Il sessantacinque per cento degli estuari e dei corpi idrici costieri degli Stati Uniti sono da moderatamente a gravemente degradati da eccessivi apporti di nutrienti, che portano a fioriture algali e acque poco ossigenate (ipossiche) che possono uccidere pesci e piante marine e ridurre gli habitat essenziali dei pesci. Molti di questi estuari supportano anche popolazioni di molluschi bivalvi (ad esempio, ostriche, vongole, capesante), che riducono naturalmente i nutrienti attraverso le loro attività di filtraggio. I principali responsabili dell’eutrofizzazione sembrano essere l’azoto e il fosforo in eccesso – da fonti che includono il deflusso dei fertilizzanti e gli effluenti dei sistemi settici fino alle ricadute atmosferiche derivanti dalla combustione dei combustibili fossili – che entrano nei corpi idrici e alimentano la crescita eccessiva delle alghe, che, a sua volta, riduce la qualità dell’acqua e degrada gli ecosistemi estuarini e costieri. L’eutrofizzazione può anche produrre anidride carbonica, che abbassa il PH dell’acqua marina (acidificazione degli oceani). Questo rallenta la crescita di pesci e crostacei, può impedire la formazione delle conchiglie nei molluschi bivalvi, e riduce le catture della pesca commerciale e ricreativa, portando a raccolti più piccoli e frutti di mare più costosi.”

Calore delle acque
In aggiunta al sovraccarico di nutrienti nei nostri corsi d’acqua marini dalle operazioni agricole, le fioriture algali (ad esempio, maree rosse e cianobatteri) sono aggravate dal riscaldamento delle acque. Sfortunatamente, ceppi tossici come il K. brevis, sembrano beneficiare di più del riscaldamento delle acque rispetto ai ceppi innocui di fitoplancton. Le acque più calde permettono alle alghe di crescere più velocemente. Tra il 1971 e il 2010, l’IPCC Fourth Assessment stima che la temperatura della superficie del mare si è riscaldata in media di 0,11 gradi Celsius (32 °F) ogni decennio, e continua a riscaldarsi.
“Quindi, se le acque oceaniche intorno alla Florida diventano più calde, è ragionevole aspettarsi problemi più frequenti con i microrganismi nocivi” – Università della Florida.
In aggiunta al riscaldamento medio a lungo termine dovuto al cambiamento climatico, la temperatura della superficie del mare varia significativamente nelle stagioni. Questo è il motivo per cui le fioriture algali dannose sono generalmente sperimentate stagionalmente, ma come stiamo vedendo per il 2018, possono durare fino a un anno se le temperature dell’acqua rimangono abbastanza alte.

Dove si verificano le maree rosse

Le fioriture algali dannose e le maree rosse si verificano in tutto il mondo, e sono state registrate al largo di ogni stato costiero degli Stati Uniti. È difficile dire quando aspettarsi le maree rosse, dato che si sono verificate durante tutto l’anno, ma sono generalmente innescate quando l’acqua è più calda durante i mesi estivi. La mappa qui sotto mostra la frequenza della mortalità di piante e animali indotta dalla marea rossa tra il 1997 e il 2006.

Figura 1. Mappa del Woods Hole Oceanographic Institution che mostra la posizione e la frequenza della mortalità animale e vegetale indotta dalla marea rossa.
Nel Golfo – la porzione sud-est del Texas e il bordo sud-ovest della Florida hanno maree rosse quasi annuali (per saperne di più qui). Tra il 2017 e il 2018, le maree rosse si sono verificate continuamente al largo della costa del Golfo della Florida. Sulla costa occidentale, le maree rosse sembrano essere più frequenti in California, tra Santa Barbara e San Diego, ma di nuovo – appaiono in tutte le aree costiere del pianeta (vedi le mappe di distribuzione qui). Se associamo le maree rosse alle aree ad alto carico di nutrienti, ha senso che il Golfo (il rilascio del fiume Mississippi) sperimenti fioriture algali abbastanza frequenti e su larga scala. Poiché le maree rosse sono coordinate con le temperature dell’oceano e il carico di nutrienti, le agenzie sono generalmente in grado di prevedere quando si verificherà una marea rossa. Per la regione del Golfo del Messico, controlla questo strumento di previsione (per le maree rosse e i cianobatteri tossici). Per il lago Erie, usa questo strumento di previsione della fioritura algale dannosa (principalmente per i cianobatteri tossici).

Gli impatti delle maree rosse

I due principali tipi di fitoplancton sono diatomee e dinoflagellati. La differenza principale tra i due è che i dinoflagellati hanno l’abilità di spingere se stessi, mentre le diatomee si affidano completamente alle correnti oceaniche per il movimento. Le dannose maree rosse che si verificano al largo delle coste statunitensi sono solitamente alimentate dai dinoflagellati. I tipi di dinoflagellati variano a seconda della regione, con la costa sud-est e il Golfo che sperimentano più casi della dannosa dinoflagellata Karenia brevis (K. brevis), la costa occidentale che sperimenta più casi di Gonyaulax, il nord-est che sperimenta Alexandrium, e i Caraibi che sperimenta Gambierdiscus toxicus.
Tabella 1. Elenco delle specie di fitoplancton nocivo, impatti & Regione di occorrenza (non completo). Fonte: Scripps Institute of Oceanography & University of California, Santa Cruz

Come notato, non tutto il fitoplancton è nocivo, infatti la maggior parte sono innocui, ma le specie elencate sopra rappresentano una manciata di fitoplancton nocivo in grado di produrre tossine che possono sia diventare aereo (K. brevis), o possono avvelenare la fauna marina e gli esseri umani che li consumano o i frutti di mare contaminati.
Salute umana
Gli impatti sulla salute umana associati alle maree rosse dipendono dalle specie di fitoplancton, come mostra la tabella 1. Alcune maree rosse sono relativamente innocue, e le persone possono nuotare o fare surf durante un evento. Alcuni fitoplancton tossici, come il K. brevis in Florida, rilasciano tossine nell’aria che possono essere direttamente inalate dalle persone sulla spiaggia, causando irritazione degli occhi, della pelle, della gola e dei polmoni, e impatti potenzialmente gravi per quelli con condizioni polmonari come l’asma. Alcuni stimano che le brevetoxine di K. brevis possono viaggiare fino a 1 miglio nell’entroterra in base alla velocità e alla direzione del vento. Infine, altri fitoplancton tossici rappresentano un rischio per la salute umana solo attraverso il consumo di frutti di mare contaminati. Ecco perché è importante sapere che tipo di diatomee o dinoflagellate compongono le maree rosse nella tua zona. Vedi la sezione delle risorse qui sotto per maggiori informazioni sulle minacce e le occorrenze regionali, e questo sito del CDC per informazioni specifiche sugli impatti sulla salute umana.

Salute degli animali domestici
Le maree rosse tossiche possono anche rappresentare un rischio per i vostri animali domestici, causando impatti neurologici tra cui convulsioni e paralisi se il vostro animale domestico consuma direttamente frutti di mare contaminati o il fitoplancton. La River Landings Animal Clinic raccomanda: “Se il tuo animale si comporta in modo diverso, ha delle convulsioni, è goffo, ha la diarrea, trema, perde l’equilibrio, appare confuso o sembra non essere in grado di vedere, cerca immediatamente delle cure veterinarie.”
Fauna selvatica marina
Le maree rosse possono danneggiare la fauna marina creando zone morte temporanee e riducendo il DO; avvelenando la fauna selvatica direttamente; avvelenando le fonti di cibo; e coprendo fisicamente la fauna selvatica, riducendone la capacità di movimento, caccia e alimentazione. Molte delle seguenti informazioni provengono dalla Florida Fish and Wildlife Conservation Commission.

Come detto, quando le maree rosse alla fine muoiono, affondano sul fondo dell’oceano e vengono consumate dai batteri marini. Durante questo processo, i batteri consumano anche gran parte dell’ossigeno disciolto nell’acqua marina circostante, riducendo la quantità di ossigeno disponibile per l’altra fauna marina che dipende da quell’ossigeno per respirare e sopravvivere. A seconda della grandezza della marea rossa, questo può creare una temporanea “zona morta”, incapace di sostenere la vita marina. Fortunatamente, molti animali marini sono in grado di nuotare semplicemente lontano da queste aree ipossiche, ma non tutti, poiché invertebrati come cozze, spugne e ricci di mare non sono in grado di muoversi per lunghe distanze. Inoltre, quando gli eventi ipossici si verificano in importanti vivai, aree di riproduzione e aree di alimentazione, gli impatti sull’ecosistema locale e sulle popolazioni vicine possono essere gravi.
L’avvelenamento diretto della fauna marina dovrebbe essere la causa principale delle massicce uccisioni di pesci sperimentate in Florida durante l’evento di marea rossa del 2018. L’esposizione a K. brevis provoca nei pesci paralisi, convulsioni, “violente torsioni e nuoto a cavatappi”, e l’eventuale incapacità di usare e controllare correttamente le branchie, con conseguente soffocamento e morte. Questo può verificarsi anche in concentrazioni relativamente basse o medie di K. brevis, a 250.000 cellule per litro di acqua oceanica. Anche le tartarughe marine possono essere avvelenate direttamente, e mostrare effetti simili di perdita di coordinazione, movimenti incontrollati del corpo e letargia.
Proprio come gli umani, il consumo di frutti di mare contaminati può avere gravi conseguenze sulla fauna marina. Per esempio, a Monterey, California, oltre 400 leoni marini sono morti dopo essere stati avvelenati dal consumo di acciughe contaminate con acido domoico durante una marea rossa locale di Pseudonitzschia australis. Nel 1988, un’orribile moria di oltre 740 delfini tursiopi si è verificata al largo della costa atlantica degli Stati Uniti. Gli scienziati sospettano che fu un mix di inalazione diretta di tossine e consumo di frutti di mare contaminati. Da allora si sono verificati altri tre decessi di delfini, principalmente nel panhandle della Florida, con il 93% dei delfini deceduti esaminati che contenevano brevetoxine nel loro sistema. Anche i lamantini sono stati avvelenati dal consumo di alghe contaminate durante le fioriture di K. brevis.
Infine, la striscia fisica delle maree rosse può causare la morte massiccia della fauna marina. Nel 2007, centinaia di uccelli marini sono stati uccisi dalle loro piume coperte dal dinoflagellato Akashiwo sanguinea durante un evento di marea rossa al largo di Monterey, CA. Il rivestimento viscido del fitoplancton ha fatto sì che le piume degli uccelli perdessero la loro idrorepellenza, che è essenziale per gli uccelli per mantenere il loro necessario calore corporeo. Senza repellenza all’acqua, gli uccelli si bagnano troppo e la loro temperatura corporea scende fatalmente.
Economia
I costi economici delle maree rosse tossiche possono essere estesi, e comprendono le pulizie finanziate dal governo (soprattutto per la fauna selvatica morta), la perdita di turismo oceanico e le entrate ricreative, l’aumento delle visite in ospedale e dei giorni di malattia, e la perdita di entrate dalla pesca commerciale e ricreativa. Uno studio del 2000 ha trovato che l’impatto annuale degli HAB sulla pesca commerciale va da 13 a 25 milioni di dollari. I costi di pulizia a livello di contea in Florida sono stati calcolati fino a 250.000 dollari per una singola contea durante un evento di marea rossa. E a partire da agosto 2018, la marea rossa 2017-2018 è già costata alla Florida 8 milioni di dollari in mancate entrate solo dalle imprese costiere.
Mentre gli impatti economici completi delle maree rosse e degli HAB sono difficili da quantificare, la seguente diapositiva fornita dal webinar National Water Sentinels Harmful Algae Blooms (HABs) and You del 26 febbraio 2019 fornisce una bella sintesi:

Come prevenire le maree rosse

Mentre si tratta generalmente di un fenomeno naturale, la verità è che la gravità di questi eventi sta peggiorando a causa del cambiamento climatico e delle grandi quantità di inquinamento da nutrienti scaricate nelle acque costiere. I fertilizzanti per l’agricoltura e l’architettura paesaggistica finiscono nei corsi d’acqua sotterranei e superficiali. Le infrastrutture delle acque reflue, come i sistemi settici e le fogne, si rompono, traboccano e alla fine non riescono a trattare i nostri rifiuti. Purtroppo, durante tutta questa crisi, il Congresso ha permesso che l’Harmful Algal Bloom and Hypoxia Research and Control Amendments Act del 2017 (S.1057) scadesse nel settembre 2018, che avrebbe richiesto una valutazione delle fioriture algali dannose derivanti dagli scarichi del lago Okeechobee; e stabilito un processo per permettere che le fioriture algali e gli eventi ipossici siano dichiarati un “Evento di rilevanza nazionale”. C’è stato un fallimento a tutti i livelli di governo nel prendere provvedimenti per proteggere l’acqua pulita per la ricreazione sicura, la fauna selvatica e la prospera economia del turismo balneare.
I nostri funzionari eletti devono prestare attenzione a questa crisi economica e di salute pubblica e prendere provvedimenti per controllare il flusso di inquinamento nei corsi d’acqua e nelle spiagge che guidano la nostra economia turistica costiera. Vedi sotto per le azioni che i membri della comunità locale, le città e gli stati possono fare per fermare future fioriture di alghe gravi:
Azioni che tutti possiamo prendere:

• Scoop the Poop. Raccogliete i rifiuti del vostro animale domestico
• Lavate la vostra auto sull’erba o sulla ghiaia, non sulla strada. Meglio ancora portarla in un autolavaggio commerciale.
• Rendi il tuo giardino più Ocean Friendly
  • Vai al biologico. Smetti di usare fertilizzanti e pesticidi chimici
  • Applica pacciame e compost per costruire un terreno sano e vivo
  • Pianta piante native e adatte al clima
  • Indirigi le grondaie e i pluviali nel tuo giardino per rallentare e assorbire la pioggia. Per saperne di più, clicca qui.
• Presentati al Consiglio Comunale e richiedi le azioni seguenti

Le azioni giurisdizionali locali potrebbero includere:

• Condurre ispezioni obbligatorie delle fosse settiche
• Pubblicare rapidamente e pubblicamente le chiusure delle spiagge e le avvertenze sulla salute
• Applicare forti restrizioni locali sui fertilizzanti (vedi Manatee County per un buon esempio)
• Impiantare programmi proattivi per controllare l’inquinamento delle acque meteoriche, come gli Ocean Friendly Gardens
• Ispezionare e mantenere le infrastrutture fognarie

Le azioni a livello statale potrebbero includere:

• Finanziare il programma Florida Healthy Beaches per testare le spiagge ricreative per gli indicatori batterici di acqua compromessa
• Fissare e applicare standard di qualità dell’acqua più forti e regolamenti
• Aiutare le comunità locali a passare dai sistemi settici alle fognature
• Fornire finanziamenti alle Comuni per ispezionare e mantenere le loro infrastrutture fognarie
• Regolamentare e limitare le immissioni di fertilizzanti dall’agricoltura nelle aree di acqua dolce
• Ripristinare il flusso naturale dell’acqua verso la costa

Come stare al sicuro durante una marea rossa

La marea rossa pone numerose e gravi minacce alla salute, si prega di rispettare le raccomandazioni delle autorità locali ed eventuali chiusure di spiagge, avvisi e linee guida. Controlla con le autorità locali per vedere quali aree sono state colpite (guarda la sezione risorse qui sotto per vedere se ci sono informazioni per il tuo stato). Segnala malattie o sintomi, contattando il tuo centro antiveleni locale. Puoi anche prendere i seguenti provvedimenti per stare al sicuro:

• Impara a conoscere i tipi di maree rosse che frequentano la tua zona
• Controlla il tuo Dipartimento dell’Agricoltura locale per conoscere i rischi del consumo di frutti di mare locali durante un evento di marea rossa
• Se le maree rosse locali contengono specie dannose di fitoplancton (come K. brevis), evita la spiaggia & stai fuori dall’acqua
• Se hai sensibilità respiratorie note, resta in casa o allontanati dalla costa
• Guarda le risorse qui sotto per maggiori informazioni
• Agire ora per prevenire future maree rosse

Risorse importanti

Comprendere le fioriture di alghe

• Cosa sono le fioriture di alghe e perché fanno male? (Popular Science)

Florida & Texas

• Stato attuale della marea rossa (Florida FWCC)
• Spiagge attualmente colpite in Florida (Florida DEP)
• Marea rossa in Texas (Texas Parks & Wildlife)
• Effetti sulla salute dall’esposizione a K. Brevis & Cianobatteri (Florida Salute)

Pacifico

• NOAA Marine Biotoxins Program (Pacific Region)
• Alghe nocive & Programma e mappa di monitoraggio regionale della marea rossa (SCCOOS)

Nazionale

• Un sistema di fioritura di alghe nocive per la salute (OHHABS)
• HAB-Associated Illness (CDC)
• NOAA Ecologia e oceanografia delle fioriture di alghe nocive (ECOHAB)
• NOAA Monitoraggio e risposta agli eventi per le fioriture di alghe nocive (MERHAB)
• Fioriture di alghe nocive (NOAA National Ocean Service)
• Alghe nocive e maree rosse (WHOI)
• Marea rossa (Surfline)