Klimatförändringarna förutspås orsaka en rad sjukdomar för världshaven, inklusive uppvärmning, försurning, och förlust av syre. En nyligen publicerad studie publicerad online i den 24 april upplagan av Proceedings of the National Academy of Sciences med titeln "Havsuppvärmningen sedan 1982 har utökat nischen av giftiga algblomningar i Nordatlanten och norra Stilla havet, " visar att en havskonsekvens av klimatförändringar som redan har inträffat är spridningen och intensifieringen av giftiga alger.

Ett team av vetenskapsmän ledda av Dr. Christopher Gobler, professor i marinvetenskap vid School of Marine and Atmospheric Sciences vid Stony Brook University, använde högupplösta havstemperaturdata tillsammans med tillväxtsvaret för två av de giftigaste algerna i Nordatlanten och Norra Stilla havet, Alexandrium och Dinophysis. Deras studie visar att sedan 1982, stora delar av dessa havsbassänger har värmts upp och blivit betydligt mer gästvänliga för dessa alger och att nya "blomningar" av dessa alger har blivit vanliga i samma regioner. Alexandrium och Dinophysis är allvarliga hälsoproblem eftersom de gör nervgifter och gastrointestinala toxiner som kan orsaka paralytisk och diarrétisk skaldjursförgiftning hos människor.

"Giftiga eller skadliga algblomningar är inget nytt fenomen, även om många människor kanske känner dem under andra namn som röda tidvatten, ", sa Gobler. "Dessa händelser kan göra människor sjuka eller döda människor som konsumerar toxinförorenade skaldjur och kan skada marina ekosystem genom att döda fisk och annat marint liv."

Problemet förvärras.

"Fördelningen, frekvensen och intensiteten av dessa händelser har ökat över hela världen och denna studie kopplar denna expansion till havsuppvärmningen i vissa regioner i Nordatlanten och Norra Stilla havet, " sa Gobler.

"En grundläggande fråga har varit om vi direkt kan koppla utvidgningen av skadliga algblomningar till ett värmande hav; detta dokument ger kritiska, kvantitativa bevis för just den trenden, bekräftar en förväntad, men svårt att testa, direkt koppling mellan giftiga blomningar och klimatet, sade Dr Raphael Kudela, professor i havsvetenskap, University of California Santa Cruz, en nationell expert på giftiga alger som inte ingick i studien.

Marina alger är så små - 50 av dem sida vid sida spänner bara över bredden av ett enda hårstrå - att de kan verka ofarliga. Men när miljarder giftiga celler samlas, de kan förgifta människor, döda marint liv, och ekonomiskt skada kustsamhällen. Ekonomiska förluster som tillskrivs detta fenomen under det senaste decenniet har uppskattats till mer än en miljard dollar.

Medan flera studier har förutspått att giftiga algblomningar kan bli vanligare i framtiden, detta är en av de första studierna som kopplar den senaste tidens intensifiering av dessa händelser till havsuppvärmningen. Förtroendet för resultaten av studien kom från matchningen av resultaten till en av de centrala principerna för global uppvärmningsbiologi:Organismer (inklusive giftiga alger) kommer att vandra mot jordens poler när uppvärmningen fortskrider. Och identifieringen av nyligen gästvänliga områden i havet för dessa alger i studien matchar nyligen dokumenterade giftiga algblomningar.

"Modellen förutspår att ökande temperaturer kommer att orsaka en ökning av Alexandriums tillväxt och blomningstid för Alaskas syd-centrala och sydöstra kuster, " sa NOAA-forskare och medförfattare, Dr Wayne Litaker. "Pågående fältstudier har visat en ökning av Alexandriumöverflöd och skaldjurstoxicitet eftersom temperaturerna har ökat avsevärt i dessa regioner de senaste åren, stödjer modellens resultat."

Liknande observationer gjordes över norra Europa och den nordamerikanska östkusten från Kanada till nordöstra USA.

"Det var fantastiskt och lugnande att se våra hindcast-modeller falla i linje med observationer som rapporterats i litteraturen under de senaste 30 åren, sa medförfattaren, Dr Theresa Hattenrath-Lehmann, en postdoktor i Gobler Lab vid Stony Brook University. "Det ger oss förtroende för att dessa modellparametrar och vårt tillvägagångssätt kan tillämpas på HABs prognosinsatser i framtiden."

Studien sammanförde biologer med klimatforskare som använde sig av ekosystemobservationer, laboratorieförsök, och trettiofem år av satellitbaserade temperaturuppskattningar som görs dagligen och med en mycket hög grad av rumslig upplösning.

"Idag är att samarbeta med forskare utanför din disciplin nästan ett krav för att lösa de svåra frågorna, " sa klimatmodellerare och medförfattare, Dr Owen Doherty. "Denna studie visade värdet av tvärvetenskapligt samarbete genom en ny kombination av laboratorier, observations- och modelleringsarbete."

En av trenderna i studien som är förenlig med klimatförändringsvetenskapen, i allmänhet, var dessa giftiga algers migrationer mot polen, särskilt i Nordatlanten. Medan tillväxten och varaktigheten av giftiga blomningar expanderade mellan 40 och 60 grader nordlig latitud, blomningssäsongen förkortades faktiskt på lägre breddgrader.

Studien har också viktiga konsekvenser för politiken och havens framtid.

"Denna studie visar att den globala uppvärmningen som redan har inträffat nu påverkar människors hälsa och våra hav, "sa Gobler." En viktig implikation av studien är att koldioxidutsläpp och klimatförändringsrelaterade politiska beslut som fattas idag sannolikt kommer att få viktiga konsekvenser för våra framtida havs öde, inklusive spridning och intensifiering av giftiga algblomningar."