Vivemos, trabalhar, e brincar no litoral.

Cerca de 40 por cento da população mundial atualmente vive perto da costa. Grande parte da energia do mundo, defesa, e a infraestrutura industrial está localizada no litoral, e o transporte marítimo pelos portos costeiros responde por mais de 90% do comércio global.

Mas as paisagens costeiras também são vulneráveis ​​às mudanças globais. Em 2100, mais do que o dobro de pessoas poderiam viver em áreas suscetíveis a inundações, dado o aumento do nível do mar, crescimento urbano, imigração, e cenários de alta emissão de dióxido de carbono.

"Os principais modelos climáticos globais [computador] que os pesquisadores usam atualmente descrevem a costa como um pixel que é essencialmente metade terra e metade oceano, "disse o biogeoquímico da PNNL, Nick Ward." Ele simplesmente passa da terra para o mar. "

Em um artigo de revisão recente, publicado em 18 de maio em Nature Communications , uma equipe interdisciplinar de pesquisadores liderada por Ward propôs um caminho para refinar a representação das interfaces costeiras em modelos de sistemas terrestres usados ​​para prever o clima na Terra. Eles sugerem descrever as funções das interfaces costeiras em uma escala de ecossistema, classificando os ecossistemas costeiros em alguns tipos funcionais, usando modelos detalhados que existem em escalas locais para essas categorias, e, em seguida, aplicando as lições aprendidas com modelos locais a ecossistemas costeiros semelhantes em todo o globo.

Definindo gradientes de processos costeiros em uma escala de ecossistema

Os modelos do sistema terrestre descrevem como os ecossistemas ao redor do mundo interagem por meio da transferência de nutrientes e energia para influenciar o clima. A diversidade biológica e geoquímica é a base de muitos desses ciclos de transferência, e os ecossistemas costeiros são o lar de alguns dos sistemas com maior diversidade biológica e geoquímica do planeta.

Contudo, a maioria dos detalhes sobre a função dos ecossistemas costeiros está faltando nos modelos atuais do sistema terrestre. Esses modelos representam atualmente uma interface costeira como uma simples transição entre a terra e o mar. Na realidade, a interface é uma mudança gradual, moldado em grande parte pelo equilíbrio entre o fluxo das marés e a descarga de água doce da terra.

A geografia - litorais íngremes ou rasos - é o principal fator que influencia como a água doce e a água do mar interagem na interface costeira. O efeito das marés viaja mais para o interior através dos rios das marés para litorais mais rasos do que aqueles onde falésias rochosas encontram o mar. Também, seguir o fluxo de água em uma interface costeira revela processos e gradientes da escala de moléculas e micróbios às árvores e sedimentos.

A mistura de água doce e salgada em uma interface costeira gera um gradiente de salinidade que influencia os tipos de plantas que crescem no interior, bem como a composição das comunidades microbianas que vivem no solo e nos sedimentos. As plantas e micróbios em uma área costeira afetam os ciclos de nutrientes e carbono de um ecossistema, e os sedimentos lavados da terra para os rios e estuários influenciam a disponibilidade de nutrientes.

"Esses fatores foram estudados em laboratórios e em diferentes locais ao redor do mundo, "disse Vanessa Bailey, um cientista do solo no PNNL. "Agora queremos reunir todos os que estudam a interface entre a terra e o mar para entender melhor os processos conectados que acontecem nas interfaces costeiras na escala do ecossistema."

Descrevendo a interrupção do processo costeiro e resiliência

Enquanto os cientistas trabalham para entender melhor como funcionam os ecossistemas costeiros, eles também têm uma segunda tarefa:estudar o quão resilientes esses ecossistemas são às mudanças globais. Como os ecossistemas costeiros são uma interface entre a terra e o mar, eles também experimentam efeitos de interrupções em ambas as áreas. A seca e as mudanças no uso da terra no interior podem afetar os processos costeiros, junto com o aumento do nível do mar no oceano.

Com tantos processos interconectados acontecendo nos ecossistemas costeiros, os cientistas enfrentam muitas questões ao criar modelos preditivos detalhados da função e resposta das interfaces costeiras. Quais processos costeiros e quais processos baseados em terra precisam ser incluídos? Em que escalas geográficas e de tempo? Os modelos refletem como os ecossistemas costeiros podem responder às mudanças globais?

Classificando processos costeiros e coordenando pesquisas futuras

Em seu artigo, a equipe de pesquisadores interdisciplinares da academia, laboratórios nacionais, e as agências federais propõem uma estratégia para responder a essas perguntas. Uma maneira de representar as interfaces costeiras no modelo do sistema terrestre é com um modelo de cada ecossistema costeiro do mundo. Contudo, com 372, 000 milhas de costa em todo o mundo, os pesquisadores reconhecem que a tarefa é inviável.

Portanto, eles oferecem outra opção:classificar os ecossistemas costeiros em alguns tipos funcionais, fazer modelos detalhados para essas categorias, e depois aplicar esses modelos a outros ecossistemas costeiros.

As classificações funcionais podem descrever características geográficas, como litorais acidentados ou praias suavemente inclinadas. Eles podem descrever os ecossistemas de maneiras que reúnem diferentes tipos de sistemas estuarinos, planícies de marés, ou linhas costeiras juntas.

"À medida que a comunidade científica desenvolve esses modelos, também revelará lacunas onde mais dados observacionais são necessários para validar os modelos, "Disse Ward. Para reunir esses dados, ele e seus colegas recomendam alavancar as redes existentes de monitoramento ecológico de longo prazo e direcionar a pesquisa para questões comuns.

A tarefa que temos pela frente é algo que ninguém pode fazer sozinho, a equipe concluiu. Ward concordou:"O desenvolvimento desses modelos detalhados exigirá coordenação entre as instituições, agencias de financiamento, e as redes de pesquisa de longo prazo existentes para desenvolver uma compreensão em escala global das interfaces costeiras. "