Цветение водорослей, известное как "красный прилив", не только убивает рыбу, но и вредит здоровью людей. Вдыхание токсинов, которые выделяют микроорганизмы, может вызывать раздражение дыхательных путей, а по данным Института Роскампа, также туман в голове, усиление мигреней и когнитивную усталость. Однако публика пока плохо понимает, когда именно эти риски достигают пика.

Исследователи из Университета штата Флорида под руководством Бинцин Лю, специалиста по спутниковой океанографии, изучают, как экстремальные погодные явления влияют на токсичные водоросли. В 2024 году ураган "Милтон" вызвал быстрое усиление цветения Karenia brevis - организма, ответственного за красные приливы во Флориде. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.

Согласно исследованию, сильные дожди и сток с суши выносят в прибрежные воды большое количество загрязняющих веществ, что создаёт питательную среду для роста токсичных водорослей. Таким образом, ураганы могут косвенно повышать риск для здоровья людей, живущих у побережья.

Важным инструментом мониторинга становятся гиперспектральные спутники - они делают снимки в сотнях узких диапазонов спектра, что позволяет различать типы водорослей, а не только их общую массу. Впервые данные со спутника NASA PACE дали возможность картографировать и отличать Karenia brevis от других групп фитопланктона в прибрежных водах.

"Новые гиперспектральные миссии, такие как PACE, предоставляют гораздо более детальную информацию о цвете океана, позволяя различать типы фитопланктона, а не только общую численность, включая вредные виды, такие как Karenia brevis, - говорит Лю. - Это позволяет раньше и точнее обнаруживать развитие цветения на больших пространствах. В сочетании с инструментами прогнозирования такие наблюдения могут дать предупреждение о потенциальном воздействии, чтобы уязвимые люди, например склонные к респираторным или неврологическим симптомам, могли принять меры до ухудшения условий".

Искусственный интеллект, по словам исследовательницы, помогает перейти от простого наблюдения к предсказанию. Алгоритмы анализируют спутниковые снимки, океанские модели и данные об окружающей среде - температуре, солёности, течениях и уровне питательных веществ - и выявляют закономерности, предшествующие красным приливам. Это позволяет раньше обнаруживать цветение и давать краткосрочные прогнозы. "Мы не можем предотвратить красный прилив, но можем значительно улучшить раннее предупреждение и снизить его воздействие на сообщества и экосистемы", - отмечает Лю.

Токсины красного прилива - бреветоксины - могут попадать в воздух при волновом разрушении клеток водорослей и вдыхаться, вызывая раздражение дыхательных путей и потенциально неврологические симптомы, такие как головные боли или туман в голове. Кроме того, они накапливаются в моллюсках, что создаёт риск при употреблении в пищу. Понимание того, как цветение развивается, усиливается и перемещается, критически важно для прогнозирования путей воздействия и защиты здоровья населения.

Исследование подчёркивает, что новые спутниковые технологии и ИИ могут стать основой системы раннего оповещения, однако для её внедрения потребуется дальнейшая работа. Пока речь идёт о корреляциях и моделях, а не о доказанном снижении заболеваемости.

Источник: Phys.org