O mais recente estudo global de deteção remota utilizando tecnologia de inteligência artificial mostra que as algas flutuantes na superfície dos oceanos do mundo estão a expandir-se rapidamente, indicando que os sistemas biológicos marinhos podem estar a sofrer uma transformação profunda. A equipa de investigação destacou que esta tendência está intimamente relacionada com as mudanças na temperatura da água do mar, nas correntes oceânicas e nos padrões de nutrientes, e pode ter impactos generalizados na ecologia marinha, no turismo e nas economias costeiras no futuro. A pesquisa, liderada por cientistas da Universidade do Sul da Flórida e da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA), destaca o papel crítico da inteligência artificial no processamento de dados de observação oceânica em escala extremamente grande.
Esta é a primeira vez que os investigadores analisam sistematicamente algas flutuantes na superfície do mar à escala global, cobrindo grandes jangadas macroscópicas de algas e películas superficiais de microalgas, e fornecem uma imagem geral da sua distribuição e mudanças ao longo das últimas duas décadas. Hu Chuanmin, autor correspondente do artigo e professor de oceanografia na Escola de Ciências Marinhas da Universidade do Sul da Flórida, disse que os resultados da pesquisa mostram que o ambiente marinho global de hoje é geralmente mais propício ao crescimento de macroalgas flutuantes. Salientou que, no ambiente do alto mar, as macroalgas, como as ervas marinhas e as algas castanhas, podem fornecer habitats para uma variedade de organismos marinhos e servir como importantes locais de viveiro para a pesca, o que tem um efeito ecológico positivo. Mas assim que estas massas de algas forem transportadas para as zonas costeiras pelas correntes oceânicas, a sua morte e decomposição em massa causarão danos à paisagem turística, impactarão a economia local e ameaçarão a saúde dos residentes costeiros e da vida marinha.
O estudo utilizou dados de observação por satélite de 2003 a 2022 e descobriu que tanto os filmes de microalgas como os aglomerados flutuantes de macroalgas na superfície do mar estão a aumentar globalmente. As estatísticas mostram que a área de cobertura das microalgas está a aumentar constantemente a uma taxa de cerca de 1% ao ano, enquanto as macroalgas estão a expandir-se muito mais rapidamente em algumas áreas marítimas. Nas regiões tropicais do Atlântico e do Pacífico Ocidental, a taxa de crescimento anual chega a 13,4%, especialmente depois de 2008, a taxa de crescimento acelerou significativamente. No final do período de estudo, a área total das áreas globais de surtos de microalgas na superfície do mar atingiu 43,8 milhões de quilômetros quadrados (aproximadamente 16,9 milhões de milhas quadradas), desviando-se significativamente do padrão de distribuição histórico anterior. A equipa de investigação acredita que estes números apontam para uma “transição de regime” de um oceano “pobre em macroalgas” para um oceano “rico em macroalgas”.
A julgar pela linha do tempo, surtos em grande escala de algas macroscópicas flutuantes apareceram em vários pontos de viragem importantes por volta de 2010. Em 2008, o Mar Amarelo registou o primeiro surto em grande escala de algas verdes de Enteromorpha; em 2011, ocorreu um surto em grande escala de algas marrons Sargassum no Atlântico tropical; e em 2012, outro evento de grande escala em Sargassum ocorreu no Mar da China Oriental. Hu Chuanmin destacou que antes de 2008, com exceção de Sargassum no sentido tradicional, quase nenhuma outra área havia experimentado um surto em tão grande escala de macroalgas flutuantes. Agora, eventos semelhantes são recorrentes em múltiplas regiões oceânicas, dando aos investigadores razões para acreditar que o oceano global está a entrar numa nova fase caracterizada por uma elevada abundância de macroalgas flutuantes.
A chave para completar este trabalho reside na aplicação de tecnologias de inteligência artificial, como a aprendizagem profunda. A equipe de pesquisa treinou um modelo de aprendizagem profunda para 13 áreas marítimas típicas e 5 tipos diferentes de algas flutuantes para identificar aproximadamente 1,2 milhão de imagens oceânicas de satélite, pixel por pixel. As algas flutuantes muitas vezes representam apenas uma parte muito pequena ou até menos de 1% de um pixel numa única imagem de satélite, e a sua distribuição espacial é altamente fragmentada, pelo que são facilmente dominadas pelo ruído nos algoritmos tradicionais. Ao extrair e classificar automaticamente “sinais visuais” sutis, o modelo de IA é capaz de detectar vestígios dessas algas que são difíceis de identificar manualmente em escala global.
Qi Lin, o primeiro autor do artigo e oceanógrafo do Centro de Aplicação e Pesquisa de Satélites do Serviço Nacional de Dados e Informações Ambientais de Satélites (NESDIS), fez melhorias com base no modelo da equipe anterior, permitindo processar com eficiência 20 anos de dados de sensoriamento remoto oceânico global. O treinamento do modelo em si leva meses e requer análise e otimização de milhões de recursos de imagem. A pesquisa também contou com a plataforma de computação de alto desempenho fornecida pelo Centro de Computação de Pesquisa da Universidade do Sul da Flórida para obter processamento paralelo de vários conjuntos de imagens. Mesmo com o apoio desta infraestrutura, ainda foram necessários vários meses para concluir a tarefa de análise de 1,2 milhões de imagens. Ziering enfatizou que este trabalho seria quase impossível sem esta plataforma de computação e a cooperação estável e de longo prazo entre a NOAA e a Universidade do Sul da Flórida.
Em termos de factores determinantes, o estudo acredita que as actividades humanas e as alterações climáticas são as duas principais causas da expansão dos surtos de algas flutuantes. O escoamento de sal nutritivo dos rios e áreas costeiras é continuamente transportado para o mar, fazendo com que o conteúdo de nitrogênio, fósforo e outros elementos nutrientes na superfície do mar aumente, fornecendo "fertilizante" suficiente para as algas. Ao mesmo tempo, o aquecimento global fez com que os oceanos continuassem a aquecer, alterando a estrutura estratificada da água do mar e os padrões das correntes oceânicas, criando condições térmicas e dinâmicas que são mais adequadas para a rápida reprodução de algas em algumas áreas marítimas. A equipa de investigação salientou que os mecanismos de condução específicos podem diferir significativamente em diferentes regiões e precisam de ser desmontados com mais observações e simulações regionais.
De uma perspectiva ecológica, as macroalgas flutuantes, por um lado, proporcionam abrigo a uma variedade de vida marinha, incluindo peixes sargaço, e aumentam a biodiversidade local e os recursos pesqueiros; por outro lado, as grandes quantidades de húmus produzidas quando transportadas para a costa farão com que a praia fique “submersa por algas”, consuma oxigénio dissolvido e liberte gases nocivos durante o processo de decomposição, agravando o risco de eutrofização e hipóxia nas massas de água costeiras. Para as comunidades costeiras que dependem do turismo à beira-mar, a acumulação em grande escala de algas não só destrói a paisagem, mas também aumenta os custos de limpeza e manutenção, causando um impacto em cadeia nos hotéis, restaurantes e outras indústrias relacionadas. Em algumas zonas costeiras de baixos rendimentos, estes acontecimentos ecológicos são agravados por tensões climáticas, colocando desafios adicionais à segurança dos meios de subsistência das comunidades vulneráveis.
Olhando para o futuro, a equipe de pesquisa planeja integrar ainda mais dados de observação de satélite para refinar os padrões de expansão de diferentes áreas marítimas e diferentes espécies de algas, e tentar acoplar os resultados de reconhecimento de IA com modelos numéricos oceânicos para melhorar a capacidade de previsão da formação, deriva e pouso de massas de algas flutuantes. Qi Lin disse que o próximo passo centrar-se-á na clarificação do peso relativo dos principais factores impulsionadores em cada região para fornecer uma base científica mais direccionada para a governação costeira e a gestão adaptativa. Segundo relatos, este estudo, intitulado "A proliferação global de algas flutuantes está em expansão", foi publicado na "Nature Communications" em Dezembro de 2025, destacando ainda mais a rápida remodelação do padrão ecológico da superfície do oceano no contexto das alterações climáticas.