В начале 1900-х Министерство сельского хозяйства США признало проблему. Соединенные Штаты в значительной степени полагались на удобрения для выращивания сельскохозяйственных культур и поддержки своей растущей экономики, однако важнейший ингредиент для удобрений - калий, смесь калия и солей - добывался почти исключительно в Германии. Немецкие рудники обеспечивали почти все мировые запасы калия, и в то время США использовали примерно пятую часть его производства, половину объема, экспортируемого из Германии.
«Очевидно нежелательно, чтобы Соединенные Штаты зависели от какой-либо другой страны в плане поставок предметов первой необходимости», - писал Фрэнк Кэмерон, офицер, «отвечающий за химические, физические исследования и исследования в области удобрений» Министерства сельского хозяйства США. в отчете 1915 года.
В поисках способов облегчить эту зависимость Министерство сельского хозяйства США заказало несколько исследований альтернативного источника калия: водорослей на северо-западе Тихого океана. Крупные, выносливые водоросли являются естественным источником калия, азота и солей и в течение многих лет использовались коренными американцами и поселенцами в качестве удобрения. Если бы водоросли можно было собирать и перерабатывать в достаточно больших количествах, они могли бы стать жизнеспособным источником калия, чтобы компенсировать импорт Германии.
Итак, Министерство сельского хозяйства США направило геодезистов, в том числе Джорджа Ригга, эколога из Вашингтонского университета, для составления карты зарослей водорослей вдоль побережья Калифорнии, Орегона, Вашингтона и Аляски. Ригг отправился на яхте с 40-сильным мотором и нанес на карту береговую линию вокруг Пьюджет-Саунд в 1911-1912 годах. Более 100 лет спустя ученые из Чикагского университета использовали эти карты для отслеживания исторических изменений в ламинариевых лесах на северо-западе Тихого океана.
Как оказалось, оригинальные карты из исследований водорослей оказались в библиотеке Чикагского университета, где их обнаружила Кэти Пфистер, доктор философии, профессор кафедры экологии и эволюции. Вместе с персоналом библиотеки она оцифровала карты и сравнила их с современными исследованиями, проведенными Департаментом природных ресурсов штата Вашингтон за последние 26 лет.
То, что они обнаружили, является относительно редкой положительной историей, когда речь идет об экологических исследованиях во времена ускоряющегося изменения климата. Обилие большинства современных зарослей водорослей вдоль побережья Вашингтона оставалось постоянным в течение последнего столетия, несмотря на повышение температуры морской воды на 0,72 градуса по Цельсию. Несколько исключений составляют заросли водорослей, расположенные ближе всего к Пьюджет-Саунд, Сиэтл и Такома.
«Ламинарии - это надежная и устойчивая структура. Вы можете видеть это по данным, пока у них есть доступ к воде хорошего качества и волны омывают их, они сохраняются», - сказал Пфистер..
Пфистер и ее команда также изучили конкуренцию между видами водорослей в этом районе. Хотя заросли водорослей сохранялись на протяжении десятилетий, их популяция могла сильно колебаться из года в год. Есть два доминирующих вида - однолетние бычьи водоросли и многолетние гигантские водоросли - и они колебались одинаково, а это означает, что если один из них был в изобилии в данном году, то и другой был в изобилии. А хорошие годы, как выясняется, связаны с более низкой температурой морской воды, что, к сожалению, предпочтительнее для водорослей, поскольку температура океана продолжает расти.
Понимание того, как изменения в океане влияют на водоросли, важно, потому что они являются так называемым «основным видом», важным источником пищи и среды обитания для организмов.
«Ламинарии - это естественная особенность, которая создает среду обитания для сотен, а возможно, и тысяч видов рыб, беспозвоночных и микробов», - сказал Пфистер. «Они действительно являются очагом биоразнообразия вдоль этих берегов, поэтому важно понять, как они реагируют на изменение климата».
Хотя в отчете Кэмерона за 1915 год подробно рассматривается химия калийных солей, азота и удобрений, в нем неясно, что именно правительство США хотело сделать с новым источником калия на основе водорослей. Но учитывая, что мировые поставки калийных удобрений поступали из все более воинственной Германской империи незадолго до начала Первой мировой войны, можно было читать между строк и посмотреть на другую отрасль, возникшую примерно в то же время в Калифорнии. Эти подразделения занимались сбором водорослей и извлечением из них химикатов, один из которых, нитрат калия или селитра, является основным компонентом пороха..
В конечном счете, водоросли так и не стали основным источником калия для США. С. сельскохозяйственная промышленность. После войны сбор водорослей для получения азота стал намного дороже, чем новый коммерческий процесс, изобретенный Фрицем Габером в Германии для извлечения азота из атмосферы. На благо многих видов, которые от них зависят, заросли водорослей (и исторические карты) остаются.