Minúsculos cristais de gesso podem tornar o fitoplâncton tão pesado que eles afundam rapidamente, transportando grandes quantidades de carbono para as profundezas do oceano. Especialistas do Instituto Alfred Wegener observaram recentemente esse fenômeno pela primeira vez no Ártico. Como resultado deste transporte massivo de algas, no futuro, grandes quantidades de nutrientes podem ser perdidas nas águas superficiais.

Quando as algas marinhas morrem, eles geralmente flutuam em câmera lenta para as profundezas do oceano. Contudo, durante uma expedição com o navio quebra-gelo de pesquisa Polarstern ao Ártico na primavera de 2015, cientistas do Alfred Wegener Institute, O Centro Helmholtz de Pesquisa Polar e Marinha (AWI) descobriu um fenômeno que acelera significativamente esse transporte:minúsculos cristais de gesso, que se formam durante o congelamento de sal nos espaços porosos do gelo marinho do Ártico, pesar o fitoplâncton como um lastro pesado, puxando-os para o fundo em questão de horas.

O efeito é como um elevador expresso para o carbono que eles contêm. "Este mecanismo era completamente desconhecido, "diz a biogeóloga marinha Dra. Jutta Wollenburg, que descobriu os caroços do fitoplâncton carregados com cristais de gesso no fundo do mar durante a chamada expedição TRANSSIZ. Agora, junto com uma equipe internacional de pesquisadores, ela publicou um artigo na revista Relatórios Científicos neste processo. "A rápida exportação de fitoplâncton pode ter uma série de efeitos no ciclo do carbono e na produtividade do Ártico, em escalas que ainda não podemos prever com precisão. "

Assim como as plantas em terra, durante a fotossíntese, o fitoplâncton absorve dióxido de carbono, que eles usam para produzir compostos de glicose de alta energia. Desta maneira, eles absorvem dióxido de carbono da atmosfera. Uma vez que o fitoplâncton morre, começa a afundar. No entanto, apenas uma pequena fração chega realmente ao fundo do mar. A grande maioria do fitoplâncton permanece nas camadas superiores da água, onde é decomposto por bactérias, liberando seus nutrientes e dióxido de carbono. Em contraste, os cristais de gesso incorporados aparentemente arrastam os pedaços de fitoplâncton para baixo tão rapidamente que não há tempo para se decomporem, fazendo com que mais massa de fitoplâncton atinja o fundo do mar. Se esses cristais arrastarem o fitoplâncton antes que as bactérias os decomponham, as camadas superiores da água podem perder nutrientes como nitrato. Isso poderia, por sua vez, afetam a teia alimentar marinha. Nutrientes, que são importantes para o crescimento do fitoplâncton, são escassos; por sua vez, o fitoplâncton é a fonte de alimento para pequenos crustáceos, que são em si um alimento básico para os peixes. "Contudo, devido ao transporte de gesso, mais comida está encontrando seu caminho para as profundezas do oceano, geralmente pobres em comida, "disse Jutta Wollenburg." Já observamos como a mudança no influxo de alimentos influenciou as comunidades orgânicas do fundo do mar no Ártico. "

Como tal, este fenômeno recentemente observado levanta uma série de novas questões. Jutta Wollenburg percebeu isso pela primeira vez ao implantar um multicorer (MUC) - um dispositivo equipado com uma câmera de vídeo e usado para coletar amostras de sedimentos do fundo do oceano - a bordo do navio de pesquisa Polarstern. "À medida que o multicorer descia, continuamos vendo aglomerados densos de fitoplâncton que estavam afundando rapidamente, e mais tarde encontramos muitos outros espalhados no fundo do mar. "

Wollenburg ficou surpreso por nenhum outro pesquisador jamais ter relatado uma concentração tão densa de fitoplâncton sob uma sólida camada de gelo em todas as profundidades de água até o fundo do oceano. Usando o multicorer, ela trouxe vários caroços a bordo. Sob o microscópio, ela podia ver isso entre as algas, havia incontáveis ​​agulhas de cristal com um centímetro de comprimento. Após seu retorno a Bremerhaven, seus colegas olharam mais de perto o material, que eles identificaram como gesso. O gesso consiste em cálcio e sulfato - minerais que enriquecem nos espaços porosos do gelo marinho durante o processo de congelamento.

"Agora sabemos que esses cristais se formam no gelo marinho em baixas temperaturas, "diz o físico de gelo marinho da AWI, Dr. Christian Katlein." Na primavera, quando o gelo começa a derreter lentamente, grandes quantidades desses cristais de gesso são liberadas. "Neste caso específico, isso aconteceu quando a primeira luz da primavera penetrou no gelo ralo, fazendo com que a alga esponjosa Phaeocystis se reproduza rapidamente e produza o que é conhecido como flor de primavera. Graças à superfície pegajosa do fitoplâncton, os cristais de gesso podem aderir a ela - até que os caroços se tornem tão pesados ​​que afundam rapidamente.

Isso é notável, de acordo com Wollenburg, porque a mudança climática significa que o gelo marinho, que agora é principalmente gelo do primeiro ano, está cada vez mais derretendo na primavera. De acordo, no futuro, mais cristais de gesso provavelmente serão liberados na época do florescimento da primavera. Além disso, o gelo marinho torna-se cada vez mais frágil e, portanto, mais transparente. Isso leva à proliferação prolongada de algas sob o gelo. Phaeocystis pode prosperar com relativamente pouca luz. "Como resultado, os dois fenômenos - o florescimento e a liberação de cristais de gesso - podem no futuro coincidir com mais frequência, "diz o ecologista de gelo marinho da AWI, Dr. Ilka Peeken." Se eles fizerem isso, quantidades consideráveis ​​de massa de fitoplâncton podem afundar no fundo do mar. "Isso pode ter consequências para a vida nas águas do Ártico:" Podemos ver uma diminuição duradoura na concentração de nutrientes nas camadas superiores da água, o que pode eventualmente afetar o número de peixes, e com ele a indústria pesqueira da região, "disse Jutta Wollenburg.

Outra questão é se o fenômeno do transporte acelerado de biomassa de algas não pode realmente trazer mais carbono para o fundo do oceano, onde permanecerá armazenado por várias centenas de anos. Os especialistas também se referem a esse mecanismo como "bomba de carbono biológico".

"É uma possibilidade distinta de que, do mesmo jeito, mais carbono está encontrando seu caminho para as profundezas do Oceano Antártico do que se supôs até agora, "diz Wollenburg. Conseqüentemente, ela e seus colegas planejam agora analisar mais de perto esse processo nas regiões polares.