Blooms de cianobactérias induziram precipitação de carbonato de cálcio e dissolução de sílica em uma lagoa subtropical, Baía da Flórida, EUA

Oct 16, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 4071 (2023) Cite este artigo

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Nas últimas décadas, a proliferação anual de cianobactérias na Baía da Flórida exibiu padrões espaciais e temporais consistentes com as mudanças na alcalinidade e silício dissolvido na água. No início do verão, as flores se desenvolveram na baía centro-norte e se espalharam para o sul no outono. Os blooms reduziram o carbono inorgânico dissolvido e aumentaram o pH da água, causando a precipitação in situ de carbonato de cálcio. As concentrações de silício dissolvido nessas águas foram mínimas na primavera (20–60 µM), aumentaram durante o verão e atingiram um máximo anual (100–200 µM) durante o final do verão. A dissolução da sílica como resultado do alto pH na água de floração foi observada pela primeira vez neste estudo. Durante o pico das florações, a dissolução de sílica na Baía da Flórida variou de 0,9 × 107 a 6,9 × 107 mol por mês durante o período de estudo, dependendo da extensão das florações de cianobactérias em um determinado ano. As precipitações simultâneas de carbonato de cálcio na região de floração de cianobactérias estão entre 0,9 × 108 e 2,6 × 108 mol por mês. Estima-se que 30-70% da absorção de CO2 atmosférico em águas de floração foi precipitado como mineral de carbonato de cálcio e os remanescentes do influxo de CO2 foram usados ​​para a produção de biomassa.

Nas últimas décadas, ocorreram proliferações de cianobactérias em todo o mundo, abrangendo desde lagos e rios de água doce até águas estuarinas e lagoas costeiras1,2,3,4,5. As freqüentes florações de cianobactérias em todo o mundo atraíram a atenção científica e pública, como o Mar Báltico no norte da Europa, a lagoa Bolmon no sul da França, o Mar Cáspio no oeste da Ásia, o Lago Vitória na África, o Lago Erie na América do Norte, o Lago Taihu na China, e Lago Kasumigaura no Japão6,7,8,9,10,11,12. A proliferação e expansão de cianobactérias frequentemente formam proliferação de algas nocivas que produzem toxinas, alteram a cadeia alimentar e geram hipóxia nos ecossistemas aquáticos6,7,8,9,10,11,12. Eles não apenas afetam a saúde do ecossistema, mas também representam uma séria ameaça à disponibilidade e sustentabilidade de nossos recursos de água doce e salobra13,14,15. Muitos estudos se concentraram nas condições ambientais que desencadeiam a proliferação de cianobactérias, incluindo eutrofização, carga de nutrientes e alta temperatura da água16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26. Estudos recentes demonstraram que a floração de cianobactérias não apenas absorve CO2 do ar, mas também libera outro gás de efeito estufa, o metano, para o ar27.

Florida Bay está localizada no extremo sul da península da Flórida, EUA e separada do Oceano Atlântico por uma cadeia de ilhas de 180 milhas chamada Florida Keys. É uma das maiores lagoas costeiras do mundo com uma área de aproximadamente 2000 km2. Desde 1991, a Baía da Flórida tem experimentado florescimentos persistentes de cianobactérias. As florações de cianobactérias na Baía da Flórida exibiram padrões espaciais e temporais semelhantes a cada ano28,29,30,31. Muitos estudos documentaram o desenvolvimento de florações anuais de cianobactérias na Baía da Flórida no final da primavera ou início do verão. Foi demonstrado que a baía centro-norte experimentou alta frequência e intensidade de florações com biovolumes celulares da cianobactéria Synechococcus excedendo regularmente 107 µm3 ml–1 (Fig. 1)29. Alta concentração de cianobactérias se espalhou para a baía centro-sul durante o outono. Esse padrão de transporte coincidiu com o início das frentes frias sazonais no outono. Durante o outono, a frente fria trouxe um forte vento de norte ou noroeste que pode levar as águas carregadas de floração da baía centro-norte para a baía centro-sul29. Os padrões semelhantes de variação de salinidade observados nessas duas regiões apoiaram o vento sazonal como uma força motriz na circulação da água na região central da Baía da Flórida32.

Localização de 40 estações de amostragem na Baía da Flórida. A progressão sazonal da floração de cianobactérias é indicada pelas setas e linhas de contorno: verão em linha contínua e outono em linha tracejada (após Phlips et al.29).