KI enthüllt explosionsartiges Wachstum von Schwimmalgen in den Ozeanen der Welt

Maschinelles Lernen zeigt, dass die Bedingungen im Ozean zunehmend günstiger für das Wachstum von Makroalgen werden.

Zum ersten Mal führten Forscher unter Verwendung künstlicher Intelligenz eine globale Analyse von schwi Maschinelles Lernen zeigt, dass die Bedingungen im Ozean zunehmend günstiger für das Wachstum von Makroalgen werden.

Zum ersten Mal führten Forscher unter Verwendung künstlicher Intelligenz eine globale Analyse von schwimmenden Algen durch und fanden heraus, dass die Algenblüten in den Ozeanen der Welt zunehmen.

Die Studie verknüpft diese Ausdehnung

Die Studie verknüpft diese Ausdehnung mit Veränderungen der Meerestemperatur, der Strömungen und der Nährstoffgehalte und deutet an, dass dieser Trend weitreichende Auswirkungen auf marine Ökosysteme, den Tourismus und die Küstenökonomien haben könnte.

Die Arbeit wurde von Wissenschaftlern der University of South Florida und der National Oceanic and Atmospheric Administration geleitet und unterstreicht, wie künstliche Intelligenz riesige Ozean-Datensätze verarbeiten kann.

Globaler Wandel hin zum Algenwachstum „Obwohl regionale Studien veröffentlicht wurden, liefert unser Papier das erste globale Bild von schwimmenden Algen, einschließlich Makroalgenmatten und Mikroalgenschleim“, sagte Chuanmin Hu, Professor für Ozeanographie am USF College of Marine Science und leitender Autor des in Nature Communications veröffentlichten Papiers.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass der globale

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass der globale Ozean nun das Wachstum schwimmender Makroalgen begünstigt.“ Hu beschreibt Makroalgen, wie Seetang, als etwas, das sowohl Vorteile als auch Risiken birgt. In offenen Ozeanumgebungen bieten sie wichtige Lebensräume für Meeresarten und unterstützen die Fischerei, indem sie als Aufzuchtgebiete dienen.

Wenn diese Algen jedoch in Küstenregionen treiben, kann das verrottende Material den Tourismus, die lokalen Wirtschaften sowie die Gesundheit von Menschen und Meereslebewesen schädigen. Von 2003 bis 2022 beobachteten Forscher ein Wachstum sowohl bei Mikroalgen-Oberflächenfilmen als auch bei größeren Makroalgenmatten weltweit.

Die Mikroalgen nahmen mit einer konstanten Rate von etwa einem Prozent pro Jahr zu. Im Gegensatz dazu expandierten Makroalgenblüten viel schneller und stiegen im tropischen Atlantik und westlichen Pazifik jährlich um 13,4 Prozent, wobei die stärksten Zuwächse nach 2008 auftraten.

Die Gesamtfläche, die von Mikroalgenblüten bedeckt

Die Gesamtfläche, die von Mikroalgenblüten bedeckt war, erreichte 43,8 Millionen Quadratkilometer (16,9 Millionen Quadratmeilen) und stellte damit einen Bruch mit historischen Mustern dar. Wichtige Wendepunkte bei der Expansion der Makroalgen traten um 2010 auf.

Ein großer Blütenausbruch der grünen Alge Ulva ereignete sich im Gelben Meer im Jahr 2008, gefolgt von einem großen Blütenausbruch von braunem Sargassum im tropischen Atlantik im Jahr 2011. Ein weiteres Sargassum-Ereignis wurde 2012 im Ostchinesischen Meer verzeichnet.

„Vor 2008 wurden außer Sargassum im Sargassosee keine großen Makroalgenblüten gemeldet“, sagte Hu.

„Auf globaler Ebene erleben wir offenbar

„Auf globaler Ebene erleben wir offenbar einen Regimewandel von einem makroalgenarmen Ozean zu einem makroalgenreichen Ozean.“ KI ermöglicht globale Ozeananalyse Um die Studie abzuschließen, wandten Hu und Kollegen künstliche Intelligenz an, um 1,2 Millionen Satellitenbilder zu analysieren, die 13 Ozeanregionen und fünf Algenarten abdeckten.

Ein Deep-Learning-Modell wurde trainiert, um subtile visuelle Signale von Algen auf der Meeresoberfläche zu erkennen. Diese Signale erstrecken sich oft über mehrere Pixel, machen aber normalerweise weniger als ein Prozent jedes einzelnen Pixels aus.

Lin Qi, ein Ozeanograph am NOAA Center for Satellite Applications and Research und Erstautor der Studie, verfeinerte ein bestehendes Modell des Teams, um zwei Jahrzehnte globale Meeresbilder zu verarbeiten.

Das Training des Modells erforderte mehrere

Das Training des Modells erforderte mehrere Monate und die Analyse von Millionen von Bildmerkmalen.

Die Forscher hoben auch die Rolle der Research Computing Facility des USF hervor, die Hochleistungssysteme bereitstellte, die in der Lage waren, mehrere Bildsätze gleichzeitig zu verarbeiten.

Selbst mit dieser Infrastruktur erforderte die Analyse des gesamten Datensatzes von 1,2 Millionen Bildern mehrere Monate.

Leistung und Energieausbeute

„Diese Arbeit wäre ohne die Hochleistungsrechner-Einrichtung oder die langjährigen Kooperationen zwischen NOAA und USF unmöglich“, sagte Qi.

Klima und menschliche Aktivitäten treiben den Wandel voran Die Studie kommt zu dem Schluss, dass sowohl menschliche Aktivitäten, wie der Nährstoffeintrag in den Ozean, als auch klimabedingte Veränderungen, einschließlich der Ozeanerwärmung, zur Ausbreitung von Algenblüten beitragen.

Die Autoren weisen darauf hin, dass die spezifischen Treiber je nach Region variieren können. Mit Blick auf die Zukunft sagte Qi: „Wir werden mehr Satellitendaten untersuchen und nach einem besseren Verständnis der Ausbreitungen suchen.“ Quelle: „Global floating algae blooms are expanding“ von Lin Qi, Menghua Wang, Brian B.

Barnes, Douglas G.

Barnes, Douglas G. Capone, Joaquim I.

Goes, Edward J. Carpenter, Yuyuan Xie und Chuanmin Hu, 7.

Dezember 2025, Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-025-66822-5