(English below)
Những người đi biển ở bang Rio de Janeiro của Brazil vào cuối năm 2021 phải đối mặt với những du khách không được chào đón ở đại dương. Bắt đầu từ tháng 11, vô số thực vật phù du cực nhỏ tích tụ dọc theo bờ biển, khiến làn nước trong xanh trở thành màu nâu đỏ sẫm. Sự nở hoa — được gọi là sự kiện thủy triều đỏ hoặc sự nở hoa có hại của tảo (HAB) — lan rộng một cách bất thường và tồn tại lâu dài.

Thực vật phù du nở hoa thường xuyên vào thời điểm này trong năm ở Rio, nhưng chúng thường chứa các loài có lợi cho hệ sinh thái. Ngược lại, tảo nở hoa có hại có thể xuất hiện vào bất kỳ thời điểm nào trong năm, thường do nước thải và các đợt nắng nóng thúc đẩy; chúng có xu hướng nhỏ và kéo dài không quá vài ngày. Sự kiện thủy triều đỏ này kéo dài hơn 200 km đường bờ biển và kéo dài hơn tám tuần. Priscila Lange thuộc Khoa Khí tượng, Đại học Liên bang Rio de Janeiro cho biết: “Thật là đáng lo ngại.

Một số loài trong thủy triều đỏ có thể tạo ra độc tố nhưng cho đến nay, những loài đó vẫn chưa được quan sát thấy ở Rio nở hoa. Thay vào đó, Lange gọi sự nở hoa là "đáng lo ngại" vì khả năng ảnh hưởng của nó đến mạng lưới thức ăn biển.

Từ tháng 9 đến tháng 1 của hầu hết các năm (mùa xuân và mùa hè ở Nam Mỹ), nước mát, giàu chất dinh dưỡng được khơi lên từ độ sâu của đại dương ngoài khơi Arraial do Cabo, thay thế nước bề mặt bị gió đẩy ra ngoài khơi và hiệu ứng Coriolis. Sự phong phú của chất dinh dưỡng và ánh sáng mặt trời ở bề mặt đại dương kích thích sự nở hoa của tảo cát và các loài thực vật phù du khác, chúng sẽ sớm bị động vật phù du và ấu trùng cá tiêu thụ. Các dòng hải lưu đẩy các khối nước nổi lên về phía tây về phía thành phố Rio de Janeiro, và vùng nước ấm, xanh ở ngoài khơi Rio thường chuyển sang lạnh và có màu xanh đậm.

Mùa xuân năm 2021 không giống như hầu hết các năm. Lange và các đồng nghiệp cho rằng sáu tuần mây mù và mưa đã cản trở sự phát triển bình thường của tảo cát và trùng roi nhỏ, khiến vùng nước ngoài khơi Rio trong suốt và ngập tràn chất dinh dưỡng. Khi bầu trời cuối cùng quang đãng vào đầu tháng 11, ánh sáng mặt trời dồi dào và ít nhiễu động đã tạo tiền đề cho thủy triều đỏ. “Một khi có ánh sáng, những bông hoa màu đỏ — tảo đơn bào, Mesodinium rubrum, v.v. — nở rộ như điên!” Lange nói.

Sự thay đổi diễn ra nhanh chóng. Các quan sát trực quan đầu tiên về thủy triều đỏ được thực hiện vào ngày 3 tháng 11, sau đó được xác nhận bởi các mẫu nước lấy từ một bãi biển ở Rio vào ngày 16 tháng 11. Nước ngoài các bãi biển của Rio nhanh chóng trở nên rất tối và bọt biển màu đỏ nổi lên.

Vào đầu tháng 12, thủy triều đỏ đã đạt đến Arraial do Cabo và “làm đen vùng nước của thiên đường lặn biển hoang sơ nhất Rio”, Lange nói. Ảnh chụp từ vệ tinh ngày 5/12 cho thấy làn nước màu nâu đỏ kéo dài suốt chiều dài bờ biển giữa hai thành phố.

Vào cuối tháng 12, bông hoa đã tàn lụi nhưng vẫn có thể nhìn thấy được bằng Máy đo quang phổ hình ảnh có độ phân giải vừa phải (MODIS) trên vệ tinh Aqua của NASA, thu được những hình ảnh này vào ngày 26 tháng 12 năm 2021. Nở hoa hiển thị trong hình ảnh màu tự nhiên (bên trái) dưới dạng dòng nước xoáy mờ mờ, sẫm màu kéo dài ra xa bờ biển. Một mảng thậm chí còn mờ hơn có thể nhìn thấy ở bên trái của vòng xoáy. Sự nở hoa rõ ràng hơn trong hình ảnh màu giả (bên phải). Theo quan điểm này, các sắc thái của màu xanh lá cây mô tả nồng độ của chất diệp lục-a, sắc tố cơ bản được thực vật phù du sử dụng để thu nhận ánh sáng mặt trời. Các sắc thái tối nhất của màu xanh lá cây cho thấy các khu vực có nồng độ chất diệp lục lớn nhất.

Lange và các đồng nghiệp sẽ tiếp tục quan sát quá trình nở hoa diễn ra như thế nào. Nhưng ngay cả sau khi một đợt hoa lớn tàn lụi, những ảnh hưởng vẫn có thể kéo dài. Sau khi thực vật phù du chết, quá trình phân hủy bởi vi khuẩn có thể làm cạn kiệt oxy trong nước (thiếu oxy) và gây chết cá. Ngoài ra, các loài thủy triều đỏ có thể thay thế các loài thực vật phù du khác thường hỗ trợ cá và lưới thức ăn biển của một khu vực.

-----

RED TIDE OFF RIO 
Beachgoers in the Brazilian state of Rio de Janeiro contended in late 2021 with unwelcome ocean-dwelling visitors. Starting in November, countless microscopic phytoplankton amassed along the coast, coloring the clear, blue waters a dark, reddish-brown. The bloom—known as a red tide or harmful algal bloom (HAB) event—was unusually widespread and long-lived.

Phytoplankton blooms are common this time of year in Rio, but they typically contain species that are beneficial to the ecosystem. In contrast, harmful algal blooms can show up any time of year, usually spurred by sewage effluents and heat waves; they tend to be small and last no longer than a few days. This red tide event spanned more than 200 kilometers of the coastline and lasted more than eight weeks. “It is very worrying,” said Priscila Lange of the Department of Meteorology, Federal University of Rio de Janeiro.

Some species in a red tide can produce toxins but, so far, those species have not been observed in the Rio bloom. Instead, Lange called the bloom “worrying” because of its likely impact on the marine food web.

From September to January of most years (spring and summer in South America), cool, nutrient-rich water wells up from the depths of the ocean off Arraial do Cabo, replacing surface waters that have been pushed offshore by winds and the Coriolis effect. The abundance of nutrients and sunlight at the ocean surface triggers blooms of diatoms and other phytoplankton, which are soon consumed by zooplankton and fish larvae. Marine currents push the upwelled water masses west toward the city of Rio de Janeiro, and the warm, blue water off Rio usually turns cold and dark green.

Spring 2021 was unlike most years. Lange and colleagues think six weeks of cloudiness and rain hampered the usual growth of diatoms and small flagellates, leaving the waters off Rio transparent and brimming with nutrients. When the skies finally cleared in early November, ample sunlight and low turbulence set the stage for the red tide. “Once there was light, the red folks—dinoflagellates, Mesodinium rubrum, etc.—bloomed like crazy!” Lange said.

The change happened fast. The first visual observations of red tide were made on November 3, then confirmed by water samples taken from a beach in Rio on November 16. The water off Rio’s beaches quickly became very dark, and red seafoam built up.

In early December, the red tide reached Arraial do Cabo and “darkened the waters of Rio’s most pristine scuba dive paradise,” Lange said. Satellite images from December 5 show the red-brown water spanning the length of the coastline between the two cities.

By late December, the bloom was fading but remained visible to the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on NASA’s Aqua satellite, which acquired these images on December 26, 2021. The bloom shows up in the natural-color image (left) as a faint, dark swirl of water extending away from the coast. An even fainter patch is visible to the left of the swirl. The bloom is more distinct in the false-color image (right). In this view, shades of green depict concentrations of chlorophyll-a, the primary pigment used by phytoplankton to capture sunlight. The darkest shades of green show areas with the greatest chlorophyll concentrations.

Lange and colleagues will continue to observe how the bloom progresses. But even after a massive bloom fades, the effects can be lasting. After the phytoplankton die, the process of decomposition by bacteria can deplete the water of oxygen (hypoxia) and cause fish kills. Also, the red tide species can replace other phytoplankton species that usually support a region’s fish and marine food webs.

Geolink tổng hợp từ Earthobservatory.nasa.gov