Il deflusso dell'alluvione del Tax Day di Houston del 2016 e dell'uragano Harvey del 2017 ha portato rifiuti umani sulle barriere coralline a più di 100 miglia al largo nel Santuario marino nazionale di Flower Garden Banks, secondo uno studio della Rice University.

"Siamo rimasti piuttosto scioccati, " ha detto la biologa marina Adrienne Correa, coautore dello studio in Frontiere nelle scienze marine . "Una cosa da cui abbiamo sempre pensato che i Flower Garden Banks fossero al sicuro era il deflusso terrestre e l'inquinamento dei nutrienti. È una scossa rendersi conto che in questi eventi estremi, non è solo la palude salata o le alghe di cui dobbiamo preoccuparci. Anche gli ecosistemi offshore possono essere colpiti".

I Flower Garden Banks si trovano in cima a diverse cupole di sale vicino al bordo della piattaforma continentale a circa 100 miglia dalla costa del Texas e della Louisiana. Sorgendo a diverse centinaia di piedi dal fondo del mare, le cupole sono sormontate da coralli, alghe, spugne e pesce. Ogni banca, o ecosistema a cupola, è separato da miglia di mare aperto. Il Santuario marino nazionale di Flower Garden Banks, che è stato recentemente ampliato, protegge 17 banche.

Correa e colleghi hanno campionato le spugne nel santuario nel 2016, 2017 e 2018. Hanno mostrato che i campioni raccolti dopo le inondazioni estreme nel 2016 e nel 2017 contenevano E. coli e altri batteri fecali umani. Hanno anche usato un catalogo di marcatori genetici di E. coli fornito dall'ingegnere ambientale di Rice e co-autore Lauren Stadler per dimostrare che l'E. coli sulle spugne nel 2017 proveniva dalle acque alluvionali di Harvey.

L'autrice principale Amanda Shore, che ha condotto la ricerca mentre era un Postdoctoral Fellow della Rice Academy nel laboratorio di Correa, ha detto che molti studi hanno dimostrato che le barriere coralline vicino alla costa possono essere danneggiate dagli inquinanti che vengono lavati nell'oceano dalle piogge sulla terraferma. Ma i biologi marini generalmente presumono che gli ecosistemi lontani dalla costa siano al sicuro da tali pericoli.

"Questo dimostra che forse non sono protetti da eventi gravi, " disse Riva, un assistente professore di biologia al Farmingdale State College di New York. "E questi eventi stanno aumentando di frequenza e intensità con il cambiamento climatico".

Correa ha detto, "Questo è l'altro pezzo di questo. In realtà c'è stato un enorme evento di inondazione nel 2015 con l'alluvione del Memorial Day. Cadute di salinità dopo quell'evento sono state rilevate alle boe di superficie al largo, ma nessuno ha guardato o provato i Flower Garden Banks. Nessuno immaginava che avresti visto qualcosa del genere a 160 chilometri di distanza".

Ad aprile 2016, inondazioni diffuse si sono verificate nell'area di Houston quando una forte tempesta ha fatto cadere più di 17 pollici di pioggia in alcuni luoghi in meno di 24 ore. Tre mesi dopo l'alluvione, subacquei ricreativi hanno segnalato acque torbide e organismi morti e morenti a East Flower Garden Bank. biologi marini, tra cui la coautrice dello studio Sarah Davies della Boston University, arrivato due settimane dopo per indagare.

Shore e coautori Carsten Grupstra, uno studente laureato in riso, e Jordan Sims, uno studente di riso, campioni analizzati dalla spedizione, compreso il tessuto raccolto dalle spugne. Shore ha affermato che le spugne sono indicatori della qualità dell'acqua perché "fondamentalmente filtrano l'acqua di mare per catturare materiale organico da utilizzare come cibo".

Ha detto che studi precedenti hanno dimostrato che le spugne hanno un microbioma, una popolazione di batteri che normalmente vive dentro e su questi animali. In questo studio, Shore ha caratterizzato i microbiomi su due specie:spugne a botte gigante, o Xestospongia muta, e spugne arancioni per le orecchie di elefante, o clatrodi di Agelas. Era la prima volta che i microbiomi della specie venivano saggiati a Flower Garden Banks, e Correa ha detto che era uno dei motivi per cui ci è voluto così tanto tempo per capire cosa è successo negli anni dell'alluvione.

Correa ha detto, "Nel 2016, abbiamo visto differenze tra i batteri spugnosi in un luogo che mostrava segni di morte e in un luogo che non mostrava segni di morte, ma non siamo riusciti a capire la causa delle differenze perché non avevamo dati di base. Pensavamo di essere in grado di ottenere i dati di base, l'anno normale, l'anno successivo nel 2017. Ma poi c'è stato un altro disastro. Non siamo riusciti a ottenere un campione normale in un anno senza inondazioni fino al 2018".

Shore è entrato a far parte del laboratorio di Correa nel 2018, ha aiutato a raccogliere campioni quell'anno e ha analizzato i microbiomi di ogni anno.

Correa ha detto, "C'è stato un grande cambiamento nella composizione della comunità, uno spostamento dei giocatori della squadra, sulle spugne più colpite nel 2016. Poi, dopo Harvey nel 2017 c'è stato anche un cambiamento, ma meno acqua uscì là fuori quell'anno, e pensiamo che sia stato meno stressante. Non abbiamo visto organismi morti e morenti come l'anno precedente".

Harvey, l'evento di pioggia più intenso nella storia degli Stati Uniti, Si stima che alla fine di agosto 2017 siano caduti circa 13 trilioni di galloni di pioggia sul sud-est del Texas. I ricercatori hanno affermato che Harvey rappresentava una minaccia potenziale maggiore per le Flower Garden Banks, di gran lunga, rispetto all'alluvione del 2016. Allora perché le barriere coralline sono andate meglio nel 2017?

"Perché siamo stati fortunati con le correnti oceaniche, " disse Shore. "Invece di andare direttamente da Galveston Bay e oltre i Flower Garden Banks, l'acqua ha finito per girare un po' e scendere invece lungo la costa del Texas."

Il ballottaggio di Harvey ha ancora travolto le banche. Le boe di ricerca presso le barriere coralline hanno misurato un calo del 10% della salinità in meno di un giorno il 28 settembre. e il team di Correa ha trovato prove genetiche che l'inquinamento fecale raccolto dalle banche in ottobre ha avuto origine nelle acque alluvionali di Harvey a Houston.

Correa ha detto che la storia nel 2016 era più complicata.

"C'è stato un evento di risalita che ha portato nutrienti e acque più fresche dal profondo alla parte superiore delle sponde del giardino fiorito, " disse. "L'acqua dolce è meno densa dell'acqua salata, e pensiamo che le acque alluvionali siano venute in superficie e siano rimaste lì come una lente sopra l'acqua salata e abbiano impedito all'ossigeno di mescolarsi dall'alto. La combinazione di questo evento superficiale e dei nutrienti provenienti dal fondo ha contribuito a una fioritura batterica che ha assorbito così tanto ossigeno che le cose si sono semplicemente asfissiate".

La grande domanda è se l'inquinamento da tempeste estreme rappresenti una minaccia a lungo termine per le Flower Garden Banks. Correa ha affermato che la risposta potrebbe provenire da un investimento nella ricerca che segue nel tempo la salute e i microbiomi delle singole spugne e dei coralli della barriera corallina. Ha detto che il suo gruppo alla Rice e i suoi collaboratori sono impegnati a imparare il più possibile sulle barriere coralline, e sono determinati a sostenere gli sforzi per conservarli e proteggerli.