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    Com o aquecimento dos oceanos, micróbios poderiam bombear mais CO2 de volta ao ar, estudo avisa

    A bordo do navio de pesquisa alemão Sonne, no Pacífico Sul, autor do estudo Frank Pavia (à esquerda, primeiro plano) prepara o aparelho de bombeamento usado para coletar amostras de água do mar quanto à matéria orgânica. Crédito:Frank Pavia

    Os oceanos do mundo absorvem cerca de um quarto do dióxido de carbono que os humanos bombeiam para o ar a cada ano - um poderoso freio ao efeito estufa. Além de processos puramente físicos e químicos, uma grande parte disso é absorvida pelo plâncton fotossintético à medida que eles incorporam carbono em seus corpos. Quando o plâncton morre, eles afundam, levando o carbono com eles. Parte dessa chuva orgânica vai acabar presa no fundo do oceano, isolado da atmosfera por séculos ou mais. Mas o que o oceano leva, o oceano também retribui. Antes que muitos dos restos mortais cheguem muito longe, eles são consumidos por bactérias aeróbias. E, assim como nós, essas bactérias respiram absorvendo oxigênio e expelindo dióxido de carbono. Muito desse CO2 regenerado acaba voltando ao ar.

    Um novo estudo sugere que a regeneração de CO2 pode se tornar mais rápida em muitas regiões do mundo, à medida que os oceanos aquecem com a mudança do clima. Esse, por sua vez, pode reduzir a capacidade dos oceanos profundos de manter o carbono preso. O estudo mostra que, em muitos casos, bactérias estão consumindo mais plâncton em profundidades mais rasas do que se acreditava anteriormente, e que as condições sob as quais eles fazem isso se espalharão com o aumento da temperatura da água. O estudo foi publicado esta semana na revista. Proceedings of the National Academy of Sciences .

    “Os resultados estão nos dizendo que o aquecimento causará uma reciclagem mais rápida do carbono em muitas áreas, e isso significa que menos carbono chegará ao oceano profundo e será armazenado lá, "disse o co-autor do estudo, Robert Anderson, oceanógrafo do Observatório Terrestre Lamont-Doherty da Universidade de Columbia.

    Os cientistas acreditam que o plâncton produz cerca de 40 bilhões a 50 bilhões de toneladas de carbono orgânico sólido a cada ano. Eles estimam isso, dependendo da região e condições, cerca de 8 bilhões a 10 bilhões de toneladas conseguem afundar da superfície do oceano em maiores profundidades, passado cerca de 100 metros, sem ser comido por bactérias. Contudo, os cientistas têm uma compreensão insuficiente das profundidades em que o CO2 é respirado, e consequentemente, da taxa com que é devolvido à atmosfera. O novo estudo concentrou-se nesta questão, com resultados surpreendentes.

    Usando dados de um cruzeiro de pesquisa de 2013 do Peru ao Taiti, os cientistas analisaram duas regiões distintas:as ricas em nutrientes, águas altamente produtivas da América do Sul, e as águas em grande parte inférteis que circulam lentamente no oceano central abaixo do equador em um conjunto de correntes conhecido como Giro do Pacífico Sul.

    Para medir a profundidade de afundamento das partículas orgânicas, muitos estudos oceanográficos usam dispositivos relativamente primitivos que prendem as partículas passivamente à medida que elas afundam. Contudo, esses dispositivos podem coletar apenas uma quantidade limitada de dados sobre as vastas distâncias e profundidades do oceano. Para o novo estudo, os pesquisadores, em vez disso, bombearam grandes quantidades de água do mar em diferentes profundidades e a peneiraram. A partir destes, eles isolaram partículas de carbono orgânico e isótopos do elemento tório, que juntos lhes permitiram calcular a quantidade de carbono que afunda em cada profundidade que eles amostraram. Este procedimento produz muito mais dados do que os métodos tradicionais.

    Os pesquisadores se preparam para baixar as bombas ao mar para coletar amostras de água do mar. Crédito:Frank Pavia

    Na zona fértil, o oxigênio se esgota rapidamente perto da superfície, à medida que as bactérias e outros organismos devoram matéria orgânica. A uma profundidade de cerca de 150 metros, o conteúdo de oxigênio chega perto de zero, interromper a atividade aeróbica. Uma vez que o material orgânico atinge esta camada, chamada de zona mínima de oxigênio (OMZ), ela pode afundar sem ser tocada nas profundezas do oceano. O OMZ, portanto, forma uma espécie de tampa protetora sobre qualquer matéria orgânica que passe por ele. Nas profundezas, os níveis de oxigênio aumentam novamente e as bactérias aeróbicas podem voltar a funcionar; Contudo, qualquer CO2 produzido até aqui levará séculos para voltar ao ar por meio de correntes ascendentes.

    Até agora, muitos cientistas pensaram que muito da matéria orgânica produzida perto da superfície passa pela OMZ, e, portanto, a maior parte da regeneração de CO2 ocorreria nas profundezas do oceano. Contudo, as medições dos pesquisadores sugeriram que, na verdade, apenas cerca de 15% chegam até aqui; o resto é convertido de volta para CO2 acima do OMZ.

    "As pessoas não achavam que muita regeneração estava ocorrendo na zona mais rasa, "disse o principal autor do estudo, Frank Pavia, um estudante de graduação em Lamont-Doherty. "O fato de estar acontecendo mostra que o modelo não funciona totalmente da maneira que pensávamos."

    Isso é importante porque os pesquisadores projetam que, à medida que os oceanos aquecem, Os OMZs se espalharão horizontalmente por áreas mais amplas, e verticalmente, em direção à superfície. Sob o paradigma convencional, isso permitiria que mais matéria orgânica chegasse às profundezas do oceano e ficasse presa lá. Contudo, o novo estudo sugere que, à medida que os OMZs se espalham, o mesmo acontecerá com a regeneração vigorosa de CO2 acima deles. Isso neutralizaria qualquer aumento de retenção de matéria orgânica abaixo do OMZ. Qual efeito - perto da regeneração da superfície ou do limite fornecido pelo OMZ - pode vencer é uma questão para mais pesquisas, diz Pavia. Mas a descoberta implica que a disseminação de OMZs pode não ser tão benéfica quanto se pensava anteriormente. (Pelo menos não para armazenamento de carbono; OMZs são prejudiciais, na medida em que matam grande parte da vida marinha no que agora são importantes áreas de pesca.)

    Mais longe, no Giro do Pacífico Sul, os resultados foram menos ambíguos. Há menos atividade biológica aqui do que acima dos OMZs devido à falta de nutrientes, e pesquisas anteriores usando armadilhas de sedimentos sugeriram que muito de qualquer matéria orgânica que se forma na superfície afunda para as profundezas frias. Alguma regeneração de CO2 ocorre lá, mas levaria séculos para o gás voltar à superfície. Contudo, o novo estudo descobriu o oposto:há muito mais regeneração perto da superfície mais quente do que o estimado anteriormente por alguns estudos.

    Isso é importante porque, como OMZs, o Giro do Pacífico Sul e sistemas atuais semelhantes em outras partes dos oceanos devem crescer com o aquecimento dos oceanos. Os giros irão dividir essas regiões em bolos de camadas estratificadas de águas mais quentes no topo e águas mais frias embaixo. E porque, de acordo com o estudo, tanta regeneração de CO2 ocorrerá no calor, águas mais rasas, mais CO2 acabará voltando para o ar em regiões mais amplas. E, ao contrário das OMZs mais próximas da costa, "não há efeito de contrapeso nos giros, "disse Anderson." A história dos giros é que em grandes áreas do oceano, o armazenamento de carbono ficará menos eficiente. "(Existem quatro outros giros principais:o Pacífico Norte, o Atlântico Sul e Norte, e o Oceano Índico.)

    Os pesquisadores destacam que os processos que estudaram são apenas parte do ciclo do carbono nos oceanos. As reações físicas e químicas independentes da biologia são responsáveis ​​por grande parte da troca de carbono entre a atmosfera e os oceanos, e esses processos poderiam interagir com a biologia de maneiras complexas e imprevisíveis. "Isso [o estudo] nos dá informações que não tínhamos antes, que podemos inserir em modelos futuros para fazer melhores estimativas, "disse Pavia.


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