Sedan slutet av 1990-talet, Lake Erie har plågats av blomningar av giftiga alger som förvandlar dess vatten till ett ljust blågrönt. Dessa skadliga algblomningar består av cyanobakterier som producerar levergiftet mikrocystin.

Blomningarna har lett till allmänna varningar för att undvika vattenkontakt. I augusti 2014 till exempel, höga mikrocystinkoncentrationer upptäcktes i dricksvatten från sjön. Som ett resultat, vattenförsörjningen till 400, 000 människor i Toledo, Ohio, stängdes av.

"Algblomning kan vara en blandning av giftiga och icke-giftiga former, och olika arter av mikrocystinproducerande cyanobakterier kan bebo olika delar av Lake Erie, säger George Bullerjahn, chef för Great Lakes Center for Fresh Waters and Human Health. Centret har sitt huvudkontor vid Bowling Green State University i Ohio, och stöds av National Science Foundation och National Institute of Environmental Health Sciences.

Forskare vid centret bedriver forskning för att förstå varför skadliga algblomningar inträffar i vissa delar av Lake Erie. Deras studier kommer att hjälpa till att bestämma strategier för att mildra blomningarna.

"Kopplingarna mellan de stora sjöarna och människors hälsa måste förstås bättre, " säger Hedy Edmonds, en programdirektör vid NSF:s avdelning för havsvetenskaper, som finansierar centret. "Detta center samlar forskare som forskar om de stora sjöarna med dem inom biologi och människors hälsa för att studera processer som påverkar miljontals människor."

På sensommaren, cyanobakterier som kallas Microcystis finns i Lake Eries öppna vatten. Från vår till höst, ett annat släkte av cyanobakterier, Planktothrix, blommar närmare stranden.

Näringsämnen som ger bränsle till cyanobakterieblomningar kommer vanligtvis från kvävet i avrinning från jordbruket; avrinningen tar sig in i bäckar och floder, så småningom rinner ut i stora vattendrag såsom sjöar. "Våra studier visar, dock, att Planktothrix även kan trivas i miljöer som är utarmade av kväve, säger Bullerjahn.

Områden nära stranden är benägna att förlora kväve när sommaren fortskrider och mängden nederbörd – och avrinning – minskar, säger Bullerjahn. Näringsämnen från vårregn sätter igång Planktothrix-blomningar, men deras uthållighet under senhösten beror på förmågan hos Planktothrix cyanobakterier att "rensa upp" kväve från sin miljö bättre än vad Microcystis kan.

"På ett eller annat sätt, säger Bullerjahn, "kväve verkar vara den vanliga drivkraften för giftiga blomningar av Planktothrix, inte bara i Lake Erie, men över hela världen." Mekanismen är ett mysterium, men forskare vid Great Lakes Center for Fresh Waters and Human Health är heta på blomningens spår.