作者:摩根·格林
信用:CC0公共领域
皮划艇运动员在海滩上站了一会儿，惊叹于清澈的蓝色
在一个温暖的秋日，在世界上最大的淡水湖之一的南岸，太阳懒洋洋地落在地平线上，离停泊皮艇的布满胡椒和铜的沙粒有几英里远
威斯康辛州奇佩瓦瀑布的双胞胎姐妹刚结束她们第一次穿越使徒群岛国家湖岸的海底洞穴之旅，她们列举了苏必利尔湖的“加勒比蓝”水和寒冷的温度，以及它的广阔
“我从来没有想到它会发生在这里，”杰西·鲁本泽说，他看了一眼水
简·肖特附和了这个想法:“我永远也猜不到
" “这都是完美的海滩，”鲁本泽说
肖特说，“完美的水
" 当它不是绿色的时候
大约十年前，苏必利尔湖出现了蓝绿藻或蓝细菌的爆发，这让科学家们寻找答案，为什么一个令人担忧的问题会出现在一个拥有地球表面十分之一淡水的湖泊中
五大湖中突然出现的水华会耗尽氧气，切断光线，伤害被困在底下的生物
它们有时会产生毒素，威胁鱼、狗和人类的健康，并进入取水口
毒素是如何以及为什么会伴随着花朵绽放的仍然是一个谜
由于其短暂的性质——苏必利尔湖出现的少量水华大多很小且寿命很短——样本和良好的数据是有限的
自2012年首次报道苏必利尔湖出现水华以来，尚未证实存在严重的毒素水平
这种情况在上个月发生了变化，威斯康星州苏必利尔州附近的一场水花让海滩上的水变成了绿色
一种比氰化物更强的毒素被检测出，刚好超过了美国游泳协会为安全游泳设定的水平
S
环境保护局
证实让科学家们停顿了一下
另一个变化
苏必利尔湖是世界上升温最快的淡水水体之一，并且越来越多地承受着过去被认为是一生一次的风暴的力量
由人类引起的气候变化引发的极端天气可能危及一个以未受污染的水闻名的湖泊
藻类大量繁殖通常是由温度、阳光、水的条件和营养物质——主要是磷——驱动的，磷可以来自农场的肥料和粪便，最终流入湖泊
但是在五大湖中，苏必利尔湖是个例外
不像密歇根湖的伊利湖和绿湾——更温暖，更浅，被农业径流包围——苏必利尔湖寒冷，更深，营养贫乏
加拿大北部水域出现了水华，但大多数水华跨越了从德卢斯到使徒群岛的一段受欢迎的休闲地带，那里的土地覆盖主要是森林和木质湿地；农业和城市垃圾很少
气候变化似乎是一个主要因素
明尼苏达大学德卢斯分校大湖观测站主任罗伯特·斯特纳说:“这些数据让我相信，不断变化的气候系统将苏必利尔湖推向了一个新的状态，在这个状态下，我们会看到蓝绿色的花朵。”
“推动我们工作的因素之一是，如果事实上我们正处于越来越糟糕的事情的开端，我们真的应该尽最大努力去理解这种情况，这是全世界的责任
" 一群中西部科学家无法扭转数十年来燃烧化石燃料或缺乏政治意愿的局面
他们能做的就是回到水里
今年夏天，来自合作科学和监测倡议的资金增加，这是一项正在进行的大湖区两国调查
整个夏天，来自当地大学、州和联邦机构的科学家们，在实时浮标甚至一架以普通潜鸟命名的水下滑翔机的帮助下，一直在湖上和实验室里，收集、过滤、测试——并希望水能讲述一个故事
科学家从苏必利尔湖中学到的东西可能会让其他已经在与水华作斗争的湖泊受益，因为气候变化可能会让情况变得更糟
苏必利尔湖国家河口研究保护区的监测协调员汉娜·拉玛格习惯于在离开办公室时留意有色表面
9月，她注意到巴克岛有毒的水华，在那里看起来像有人倾倒了明亮的绿色油漆
她还发现一些海滩游客带着看起来像是要去海边的狗
她提出警告:“你可能想远离水
" 堆叠甲板 巴克岛以东约60英里，淡水在拱形砂岩间汩汩流出，沿着使徒群岛国家湖岸被侵蚀殆尽
常青树挂在悬崖边上
光线照射下的缝隙刚好宽到可以放皮艇
海洋洞穴是几亿年自然过程的结果，是游览苏必利尔湖的好理由
当梅耶斯海滩的水清澈时
2018年，国家公园管理局的水生生态学家布伦达·莫拉斯卡·拉弗兰柯瓦听说了湖岸的不寻常景象，湖岸包括近24个岛屿和围绕巴菲尔德半岛的12英里长
蓝绿藻的数量激增，它们擅长适应一系列条件，并能在水中漂浮
八月的花开持续了几天，从德卢斯地区到东使徒群岛覆盖了50多英里
沉积物羽流持续了几个星期
如果世界上最大的湖泊之一显示出这种意想不到的变化，拉弗兰柯瓦说，“这是值得关注的事情
" 在气温高于平均水平、暴雨能将大量营养物质带到湖泊的年份，会出现更大规模的水华
一场巨大的风暴冲击高度易蚀的粘土和沉积物可以贡献超过一个月的磷
2012年6月，一场异常强烈的风暴造成了超过1亿美元的损失，并在德卢斯周围下了10英寸的雨
道路被冲毁
六个社区宣布进入紧急状态
超过12只动物在苏必利尔湖动物园溺死——两只幸运的逃脱的海港海豹在街上被找回
几周后，从威斯康星州的聚宝盆到小沙湾，一片薄薄的绿色覆盖了苏必利尔湖超过12英里，但很快就消散了
六年后，又一场历史性的风暴来袭
大约一个半月后，大规模的开花也开始了
“现阶段我们不知道未来会怎样，”拉弗兰柯瓦说
“过去我们看到最大规模开花的年份，这些年有重大风暴事件和洪水
它们是气温温暖的年份
我们知道，仅仅基于气候变化模型等等，我们正在为这些类型的条件做准备
“因此，如果这些条件是我们更多看到的，那么开花可能也是我们更多看到的
" 气温上升，冰层减少，夏季变长，对这个迅速变暖的湖泊来说不是好兆头
根据国家海洋和大气管理局的数据，今年夏天，苏必利尔湖的表面水温高于平均水平
10月中旬的气温是1995年以来有记录以来最热的，仍然徘徊在60度附近
上个世纪，大湖地区的年降水量总体上增加了近10%，更常见的是经历了强烈的风暴，预计这一趋势还将继续
到本世纪末，包括使徒群岛在内的苏必利尔湖地区的年平均气温可能会上升8度，根据美国环保署资助的苏必利尔湖气候评估，使徒群岛以北的皇家岛国家公园的夏天可能更像是威斯康辛州南部海滩的一天
“持久的变化” 《大湖》的导演斯特纳花了数年时间试图了解绿水，甚至花了更长时间来了解苏必利尔湖——从湖的深处到湖的边缘
斯特恩说，他担心保护苏必利尔湖这一文化资源
“我想到一些人，他们可能整个冬天都在计划皮划艇旅行，结果他们出现了，却没有看到你看到的东西
他们看到浑浊的绿色水，看起来像融化的蜡笔
他们没有为此计划整个冬天
" 斯特恩说:“重要的是海滩上正在发生的事情。”
“所以我担心这个，因为我爱这个地方
" 在他德卢斯办公室外的一个露台上，一张贴纸问你是否“今天拥抱了一位湖沼学家”，斯特恩说，自2012年布鲁姆以来，发生了太多事情，不能把任何事情都一笔勾销
斯特恩说:“当然，最大的担忧是，我们即将迎来一些真正重大、持久的变化。”
“我们是否即将看到更普遍、更普遍、更有规律的事情——但愿不要发生更大的事件？” 在这一点上，斯特恩说，“我不认为这些会消失
" 在实验室里，烧杯排列在墙壁上，冰柜里装满了因年代久远而变黄的水瓶，研究员桑德拉·布罗沃德在水泵的喧闹声中交谈着
她和研究生Ayooluwateso Coker通过从延伸到海底洞穴的地点采集样本，准备了大致相当于扑克筹码大小的过滤器来收集水中的东西
在接下来的几个月里，研究人员将密切关注危险信号——藻类生物量的激增、毒素的变化、营养物质的激增——尤其是在风暴之后
“这只是开始
它们非常小，”布罗沃德说，关于花朵
“但如果你看看气候是如何变化的，事情是如何发生的，我很抱歉，但情况只会变得更糟。”
" 科克在芝加哥长大，他知道在伊利湖开花是个问题
现在她研究风暴和沉积物是如何与苏必利尔湖的水华联系在一起的
科克说:“当我得知苏必利尔湖已经开花时，我非常震惊。”
“然后我觉得我没那么惊讶，更像是，好吧，现在发生了
" 随着风暴带来的营养物质涌入，科学家们认为，为水华提供燃料所需的藻类细胞可能会从流入湖泊的高地溪流和沿海港口地区抵达
他们还从内陆和城市河流中收集样本
大约六份关于苏必利尔湖小规模开花的报告出现在整个2021年的季节里，这个季节温暖但干燥
前两年最多只报道了几朵花
“我的科学帽希望有更多的花朵出现，这样我就可以测量它们，并试图弄清楚发生了什么
没有花开，我做不到，”斯特恩说
“我的公民帽和我的人类帽——我总是很高兴没有花开，因为谁想要它们？” 让公众意识到藻类大量繁殖仍然是一个挑战
一对从西雅图访问使徒群岛的夫妇说，他们对水华很熟悉，但不会怀疑它们在出奇清澈的水中
另一对庆祝周年纪念的斗鸡眼根本没听说过他们
即使是一个能在海底洞穴最狭窄的缝隙中穿行的皮划艇向导，似乎也没有意识到
但是，斯特恩说，人们仍然在谈论托莱多发生的事情
苏必利尔湖偶尔出现的水华与伊利湖西部相比微不足道，在那里水华已经出现了几十年，可以覆盖数百英里，并且变得越来越有毒
2014年，由于有毒的水华，居民被警告三天不要饮用自来水
斯特恩说:“这才真正渗透到人们的意识中:不，你不能打开水龙头。”
“好了，现在人们都知道了
" 一个难题 离巴克岛游泳海滩只有一小段车程，一只秃鹰在恩格尔公园了望台附近飞翔，在那里你可以俯瞰圣
路易斯河流入苏必利尔湖
由于持续的工业污染，这条河仍然是一个令人担忧的地区
巴克岛有毒水华被报道几天后，海滩空无一人
岸边布满了爪印
附近的一根柱子上贴着一个警告标志，提示蓝绿藻大量繁殖，角落里有一只看起来很开心的小狗
更有可能饮用受污染水的狗，在接触后已经死亡
水华可能包含不同的蓝细菌物种，这可能会刺激或阻碍生长
而且有不同的基因系——或者品系
威斯康星自然资源部有害藻华协调员吉娜·拉利伯特说:“在一个物种中，你可以有具有毒素产生基因的菌株，也可以有不具有毒素产生基因的物种。”
“科学家们试图弄清楚的真正重要的事情是，导致毒素产生的条件是什么？” 开放水域的水华主要是多刺裸子植物，这种植物更常见于营养较低的水域
巴克岛海滩的平静的海水受到开阔湖泊的保护，与海穴附近发生的情况不同
花开也不一样
巴克岛上的一个包括两种在开放水域水华中没有出现的物种和毒素微囊藻毒素
低接触氰毒素可能导致皮疹或腹泻
微囊藻毒素会导致肝脏损伤
科迪·谢克是明尼苏达大学德卢斯分校大湖天文台的助理教授，他研究五大湖微生物的生态学
“我们对微生物的功能知之甚少，”他说
“这是因为大多数细菌我们无法在实验室培养
" 但是研究人员正在研究水样中的脱氧核糖核酸并比较生物体
谢赫说:“你可以看看基因组上存在什么样的功能基因，让它们有能力说出、制造毒素，或者以不同的方式使用氮或磷。”
谢克说，从管理的角度来看，把这些花“都当成坏人”是一个很好的方法
研究人员正在扩大可能与水华有关的潜在毒素的范围
但是研究表明，有毒和无毒的品种全年开花，有时甚至在同一次开花中共存
谢克发现，2018年的大爆发缺乏微囊藻毒素产生基因
“所以这真的是一个难题，”谢赫说
虽然苏必利尔湖出现的大部分水华出现在巴菲尔德半岛的西侧，但人们对东侧的担忧正在加剧
阿什兰镇的饮用水来自苏必利尔湖，通过切夸梅根湾
社区已经开始质疑如果花开了他们会怎么做
海湾相对较浅，与世隔绝，更有可能成为城市径流倾倒场，磷可能会在这里聚集，而不是苏必利尔湖
北国学院玛丽·格里戈斯·伯克淡水创新中心副主任马特·哈德森说:“似乎如果你要在苏必利尔湖看到水华，契夸梅根湾就是它会发生的地方。”
“事实并非如此
所以我们在问为什么
" 哈德逊和水资源专家雷尼·洛塞尔整个夏天都在复制斯特恩团队的实验，以观察海洞以东可能会有什么不同
也许是不同的蓝细菌物种，或者缺乏上游来源
在一艘小船上，他们在流出的苏福尔斯河口附近停了下来，那里清澈的海水变得浑浊——这是一周前暴风雨的残余
哈德森说:“三年来没有出现过500年或1000年的降水事件。”
“我当然是说说而已
不幸的是，人们期望我们会看到更多这样的事情发生
但是陪审团还没有决定到底是什么驱动了这些花朵，以及我们是否能对此做些什么
" 哈德森将探针插入水中，检查包括藻类色素在内的指标
湖水被泵过一个过滤器，然后被用于DNA测序
哈德森说，所有“信息片段”都有希望帮助我们解决这个难题
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