I södra änden av Biscayne Bay, FIU-institutets miljöforskare Piero Gardinali skär genom vattnet.

En triathlet, Gardinali är van vid att se kajakpaddlare och jetskidåkare glida förbi honom på ytan när han simmar mot Miami Seaquarium. På stranden, solbadare kopplar av och andra leker fångst med sina hundar.

Under vattnet, sjögräs svajar som om de dansar i takt. Fisk, stingrockor och även hummer vandrar förbi.

Men den vanligtvis fridfulla bukten som fungerar som en lekplats för både lokalbefolkningen och turister skulle börja skicka varningssignaler om sin egen hälsa.

I augusti 2020, hundratals barracuda, ål, hummer, blåsfisk, paddfisk, strålar och snook i norra viken dog på en enda natt, deras ruttnande kadaver guppar på vattenytan och skapar en stank som kan upptäckas i flera kilometer. En algblomning följde snabbt och vitt skum samlades på vattenytan, båda tecken på underliggande oro.

Dra sig tillbaka från katastrof

FIU Institute of Environment vidtog snabbt åtgärder, utplacering av automatiserade ytfartyg, bojar och forskare som samlat in vattenprover. Under dagarna som följde, de övervakade viken efter ledtrådar om vad som hade hänt, även om många misstänkte ett långvarigt problem under ett sekel på väg.

Få andra organisationer kunde matcha institutets ansträngningar att fastställa vad som ägde rum på viken. Utsedda ett program för utmärkelse i miljömässig motståndskraft av delstaten Florida och faller inom FIU:s College of Arts, Vetenskap och utbildning, institutet har fokuserat hårt på övervakning av kustvatten.

"Om vi ​​inte attackerar det här direkt, om vi inte tänker på allt vi kan, all vår bästa ledning, bästa praxis när det gäller infrastruktur, vitalisering, sa Todd Crowl, chef för institutet, "det här kommer att bli en vanlig händelse, och det är inte en term jag någonsin vill höra om Biscayne Bay."

Att räkna med historien

En stor del av problemet som drabbar Biscayne Bay är konstgjort.

I början av 1900-talet, utvecklare muddrade bukten för att skapa Miami Beach och Star Island. De byggde också gångvägar för att ansluta dessa öar till fastlandet och lade till fler öar fortfarande, förändrar för alltid flödet av vatten genom bukten.

Tillbaka på fastlandet, Byggverksamhet skulle också bidra till eventuella problem i sötvattensviken. I slutet av 1940-talet, kanaler ristades in i Everglades, så att mer mark kunde användas för jordbruk och annan industri. Samma kanaler används fortfarande idag för att periodvis sänka nivåerna av Lake Okeechobee i centrala Florida, en källa till bevattning för en jordbruksindustri på 1,5 miljarder dollar om året som producerar sockerrör, vintergrönsaker, citrus och ris. Genom att sänka sjönivån spolas redan näringsrika vatten genom de bördiga jordbruksmarkerna runt sjön och sedan till urbana kustområden.

Längs vägen, vattnet samlar gräsklipp, bekämpningsmedel och konstgödsel från landskap som husägare försöker hålla grönt året runt. Septiktankar byggda i hela södra Florida bidrar också till en giftig gryta som spyr ut i Biscayne Bay med varje nederbörd, urladdning och spolning, främjar tillväxten av alger och ogräsväxter på botten. När temperaturerna stiger, detta organiska material äter upp det tillgängliga syret, sade James Fourqurean, direktör för institutets Coastlines and Oceans Division. Den där, i tur och ordning, dödar fisk och sjögräs. Utan den senare att göra städningsarbetet, viken blir grumligare. Förutsättningarna blir mogna för algblomning och fiskdöd.

Övervakar viken

Gardinali, triathleten och biträdande direktör för Institute of Environment, är en kemist som har studerat viken i decennier. Efter fiskdöden i augusti, han var på vattnet och ledde ansträngningar för att samla in vattenkvalitéprover. Han såg på egen hand hur forskare använde ett autonomt ytfartyg som sicksackade sig söderut längs viken på jakt efter ledtrådar till vad som hände under vattnet.

Institutets CREST-center för akvatisk kemi och miljö satte också ut bojar för att övervaka tillgängligt syre i vattnet och för att ge en tydligare bild av hur många näringsämnen som virvlar runt viken.

Marinvetenskap Docent Kevin Boswell föreställer sig en framtid där otaliga andra stationära bojar och autonoma yt- och undervattensfartyg ständigt övervakar viken. Sensorerna på sådana enheter skulle kommunicera resultat till en dator som vidarebefordrar resultat till forskare och skulle använda artificiell intelligens för att vägleda de autonoma fartygen att undersöka problemställen. Kanske kan billiga sensorer kanta hamnen i bostäder vid vattnet för att samla in data.

Information från dessa källor skulle vara allmänt tillgänglig för invånare och turister. För beslutsfattare i regeringen, informationen kan hjälpa dem att utarbeta bättre policyer och ledningsinsatser för att hålla viken frisk.

Om det finansieras, detta realtidssystem skulle ge en välbehövlig baslinje för vikens hälsa och skulle användas för att bättre övervaka vikens förhållanden. Tills vidare, Krypa, institutets direktör, fortsätter att vara värd för frekventa möten med lokala och statliga tjänstemän för att dela all tillgänglig information om Biscayne.

Vidta åtgärder

sjögräset dör ut, fiskdödar och algblomning kan åtgärdas genom att minska avloppsläckor, konvertera septiktankar till centraliserad avloppsvattenrening, rena och behandla dagvatten och minska överanvändning av gödselmedel.

Kustsamhällen tar hänsyn.

Staden North Bay Village undertecknade ett samförståndsavtal med FIU för att utforska sätt att hjälpa bukten. Forskare arbetar med den lilla kommunen, ligger på två öar mitt i bukten, att utveckla metoder för att återställa sjögräsbäddar.

Miami-Dade Countys borgmästare skapade en chef för viken för att ge råd till borgmästaren och länskommissionärerna om vikens hälsa och för att fungera som en länk mellan länet och andra intressenter.

I februari, Coral Gables antog en resolution för att begränsa mängden gödselmedel som kommer in i viken.

Fortfarande, dyra problem är inte lätta att lösa. En avloppsläcka i november smutsade ner Biscayne Bays vatten, ledande tjänstemän att tillfälligt deklarera en nödsituation för att hålla simmare borta från South Beach och Virginia Key.

Forskare vid Institute of Environment säger att vi måste få koll på vad som händer i Biscayne Bay. Och vi måste göra det nu. Innan varmare somrar, vindstilla och överskott av näringsämnen gör sitt värsta. Innan skadan blir permanent och människor som Piero Gardinali – som ser bukten inte bara som en vattenmassa att sätta under ett mikroskop utan som en källa till livet självt – kommer inte längre att kunna simma bland fiskarna som leker och söker föda i havet. sjögräs medan familjer njuter av en bekymmersfri dag i solen.

Hur mår Biscayne Bay varje dag? Se själv genom att kolla in livedata som kommer från övervakningsbojar som satts på plats av forskare inom FIU:s CREST Center for Aquatic Chemistry and Environment.

Är du redo att dela kunskap om Biscayne Bays bevarandeinsatser med dina elever? Konsthögskolan, Sciences &Education har utvecklat utbildningsmoduler för naturvetenskapslärare att använda i klassrummet.