Глобальная картина. ИИ показал стремительный рост плавающих водорослей в мировом океане

Об этом пишет издание SciTechDaily.

Исследование провели ученые из Университета Южной Флориды и Национального управления океанических и атмосферных исследований США. Они использовали машинное обучение для анализа больших массивов океанических данных.

Впервые получена глобальная картина распространения водорослей — как больших скоплений (макроводорослей), так и тонких поверхностных пленок (микроводорослей). По словам одного из авторов, результаты показывают, что океан сейчас все больше способствует росту плавающих макроводорослей.

Такие водоросли могут быть как полезными, так и вредными. В открытом океане они создают среду для морских видов и помогают рыболовству, служа местом для роста молоди рыбы. Но у побережья их разложение может вредить туризму, местной экономике и здоровью людей и морских организмов.

В период с 2003 по 2022 год ученые зафиксировали рост как микроводорослей, так и макроводорослей во всем мире. Микроводоросли увеличивались примерно на 1% ежегодно. Зато макроводоросли росли значительно быстрее — на 13,4% в год в тропической Атлантике и западной части Тихого океана, особенно после 2008 года.

Общая площадь, покрытая микроводорослями, достигла 43,8 миллиона квадратных километров, что отличается от предыдущих наблюдений.

Ученые отмечают несколько переломных моментов: массовое цветение зеленой водоросли Ulva в Желтом море в 2008 году, большое скопление саргасума в тропической Атлантике в 2011 году и еще одно — в Восточнокитайском море в 2012 году. До 2008 года значительных вспышек макроводорослей почти не фиксировали, кроме саргассума в Саргассовом море. Теперь, по словам исследователей, океан переходит от состояния с небольшим количеством макроводорослей к состоянию с их большим количеством.

Для анализа использовали 1,2 миллиона спутниковых снимков из 13 океанических регионов и пяти типов водорослей. Модель глубокого обучения обучали несколько месяцев, чтобы она могла находить даже слабые сигналы водорослей на поверхности океана, которые занимают менее 1% отдельного пикселя.

Обработка такого объема данных также длилась несколько месяцев даже с использованием мощных вычислительных систем.

Исследователи пришли к выводу, что распространение водорослей вызывают как деятельность человека, в частности попадание питательных веществ в воду, так и изменения климата, включая потепление океана. Влияние этих факторов может отличаться в зависимости от региона.

В дальнейших исследованиях ученые планируют проанализировать еще больше спутниковых данных, чтобы лучше понять причины этого явления.