Un team di scienziati di centri di ricerca che si estendono dal Maine alla Carolina del Sud svilupperà e dispiegherà strumenti ad alta tecnologia per esplorare i cianobatteri nei laghi della costa orientale.

Il progetto pluriennale combinerà big data, intelligenza artificiale e robotica con tecniche nuove e collaudate per il campionamento dei laghi per capire dove, quando, e come si sviluppano le fioriture di cianobatteri.

Il team di ricerca riunisce esperti in ecologia delle acque dolci, informatica, ingegneria e scienze geospaziali del Bates College, Collegio Colby, Dartmouth, l'Università del New Hampshire, l'Università del Rhode Island e l'Università della Carolina del Sud.

"È raro che squadre di così tante specialità diverse convergano per studiare un problema come questo, " ha detto Alberto Quattrini Li, un assistente professore di informatica a Dartmouth e il responsabile generale del progetto. "Lavorando insieme, possiamo aumentare la quantità di dati che possono essere raccolti e aumentare le capacità di previsione".

I laghi d'acqua dolce sono responsabili di una varietà di servizi umani ed ecologici, come fornire acqua potabile e produrre cibo. Ma i laghi in tutto il paese e nel mondo sono sempre più minacciati da un aumento dell'incidenza delle fioriture dannose di cianobatteri.

A volte conosciute come alghe blu-verdi, le fioriture di cianobatteri influiscono sulla qualità dell'acqua del lago e minacciano la salute umana attraverso le tossine che possono danneggiare più sistemi di organi.

Gli scienziati sanno che i cambiamenti nell'uso del suolo e il cambiamento climatico globale sono i principali motori dei cianobatteri, ma c'è ancora molto che non si sa su ciò che influenza i tempi e la posizione delle fioriture nei singoli laghi. I ricercatori stanno anche cercando di capire come i cianobatteri sono influenzati da eventi di precipitazioni estreme.

"Sospettiamo che le fioriture individuali derivino da una complicata interazione di condizioni che includono il carico di nutrienti durante la scorsa primavera, tendenze recenti della temperatura e delle precipitazioni, e le attuali condizioni del lago, " disse Kathryn Cottingham, un professore di biologia a Dartmouth. "Fino ad ora, non abbiamo avuto gli strumenti o le tecnologie per tracciare le condizioni alle giuste scale spaziali o temporali per comprendere quei fattori".

Il progetto utilizzerà barche robotiche, boe e droni dotati di telecamera per misurare fisici, chimico, e dati biologici nei laghi in cui vengono rilevati i cianobatteri. Quando combinato, la tecnologia genererà grandi volumi di dati relativi ai laghi e allo sviluppo delle fioriture dannose. Il progetto costruirà anche nuovi modelli algoritmici per valutare i risultati.

Laghi del New Hampshire, Maine, Rhode Island, e South Carolina saranno studiati come parte del progetto.

Le informazioni raccolte attraverso la ricerca potrebbero portare a previsioni migliori su quando e dove si verificano le fioriture di cianobatteri. Tali previsioni potrebbero consentire azioni precedenti per proteggere la salute pubblica nei laghi ricreativi e nei laghi che forniscono acqua potabile.

Con la tecnologia che copre l'acqua e l'aria, i ricercatori raccoglieranno anche informazioni sulla popolazione e sull'uso del suolo intorno ai laghi per determinare in che modo tali fattori potrebbero influire sulla formazione delle fioriture.

La tecnologia del progetto sarà condivisa con i gestori del lago e i cittadini in modo che i membri della comunità possano condurre il proprio monitoraggio. I proprietari di case locali formeranno un corpo di "scienziati cittadini" per sostenere il progetto.

Al progetto parteciperanno anche studenti universitari e laureati. Si spera che tale formazione interdisciplinare prepari la prossima generazione di scienziati ad affrontare le questioni sociali.