Изображение: Водоросли распространяются по водохранилищу в Южной Африке

На спутниковых снимках водохранилища Хартбиспурт в Южной Африке в ясные дни часто видны глубокие синие оттенки, прерываемые дрейфующими пятнами ярко-зеленого цвета. Эти изменчивые образования указывают на цветение водорослей, которое может влиять на качество воды, экосистемы и жизнь близлежащих сообществ.

В данной анимации, составленной из изображений Harmonized Landsat and Sentinel-2 (HLS) — продукта NASA, объединяющего данные спутников NASA/USGS Landsat 8, Landsat 9 и ESA Sentinel-2A, 2B, 2C, — показано, как с июня 2022 по июль 2023 года цветение водорослей разрастается, перемещается по водохранилищу и затем исчезает. Водохранилище Хартбиспуртдам, расположенное примерно в 25 км к западу от Претории, регулярно становится местом вредоносного цветения водорослей (ВЦВ), содержащих цианобактерии, а также зарастает инвазивным гиацинтом.

Вредоносное цветение водорослей, часто связанное с процессом эвтрофикации из-за стока питательных веществ с сельхозугодий, угрожает экосистемам и людям. В апреле 2023 года массовая гибель рыбы в этом водохранилище была связана с низким уровнем кислорода из-за чрезмерного роста водорослей. ВЦВ могут повышать стоимость очистки питьевой воды и вызывать проблемы со здоровьем у людей и животных.

Исследование, опубликованное в 2022 году в журнале Remote Sensing, проанализировало данные Landsat за 40 лет (1980–2020 гг.). Ученые выяснили, что основными драйверами роста водорослей являются содержание общего фосфора (питательное вещество в стоке) и температура воды, причем цветение обычно расширяется в теплые летние месяцы. Наиболее продуктивными были зоны у впадения реки Крокодил и в западной части водохранилища из-за стока с полей для гольфа и ограниченной циркуляции воды. Исследование также показало, что программа биоремедиации в конце 1980-х годов ограничила рост водорослей, но после прекращения финансирования в конце 1990-х ВЦВ вновь участились в начале 2000-х.

Для отслеживания водорослей из космоса ученые анализировали цвет воды, измеряя различные длины световых волн, и оценивали концентрацию хлорофилла-а — общего пигмента водорослей. Новые миссии NASA, такие как PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem), запущенная в 2024 году, с ее способностью собирать данные в сотнях спектральных диапазонов, помогут более точно идентифицировать типы водорослей, что является ключевым фактором для определения токсичности цветения.