As oscilações periódicas das concentrações de oxigênio no fundo do mar podem alterar as comunidades bentônicas e o armazenamento de carbono por décadas, revela um novo estudo publicado em Avanços da Ciência . Isso é particularmente relevante porque as condições de baixo oxigênio estão aumentando nos oceanos do mundo.

O fundo do mar desempenha um papel fundamental nos ciclos elementares globais. Seus habitantes consomem e reciclam a matéria orgânica que vai para o fundo. Usualmente, apenas uma pequena parte desse material fica enterrada no fundo do mar. A maior parte é remineralizada pela vida no fundo do mar - ou seja, decomposta e alimentada de volta ao ecossistema para a produção de nova biomassa. Assim, o destino deste material no fundo do mar tem um impacto crucial no ciclo global de carbono e nutrientes e, como consequência, produtividade marinha e nosso clima.

Escassez temporária, armazenamento de longo prazo

Os animais precisam de oxigênio para respirar. Portanto, o declínio do suprimento de oxigênio nas águas profundas impacta negativamente a composição da comunidade e a atividade dos sedimentos marinhos. Até que ponto também determina a remineralização e, portanto, as taxas de sepultamento de carbono permaneceram controversas. Gerdhard Jessen do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha em Bremen, Alemanha, e uma equipe internacional de pesquisadores revelou em Science Advances que o declínio das concentrações de oxigênio no fundo do mar influenciam significativamente o armazenamento de carbono no fundo do mar por décadas. Este efeito ocorre mais cedo do que se pensava anteriormente e em áreas maiores do fundo do mar. Quando o oxigênio escasseia, substancialmente menos matéria orgânica é remineralizada e substancialmente mais é enterrada. E o que é enterrado fica enterrado por muito tempo. "A quantidade de matéria orgânica que chega ao fundo do mar aumenta pela metade quando o fundo do mar fica periodicamente com falta de oxigênio", disse Jessen. "Mesmo pedaços saborosos e facilmente disponíveis, como material de algas recém-depositado, não são consumidos. "

O Mar Negro como um laboratório natural

Simular esses processos complexos e de longo prazo no laboratório é difícil de fazer. Portanto, Jessen e seus colegas levaram o navio de pesquisa Maria S. Merian ao Mar Negro, o maior corpo de água naturalmente anóxico do mundo, no âmbito do projeto HYPOX da UE FP7. Lá, a estratificação estável resulta em um gradiente natural de concentrações de oxigênio na água do fundo na plataforma externa, variando de águas rasas bem oxigenadas em condições variáveis ​​de oxigênio a águas profundas anóxicas abaixo de cerca de 160 metros de profundidade. Isso fornece condições experimentais quase perfeitas. “Usamos o fundo do mar do Mar Negro como um laboratório natural. Isso nos permitiu investigar o que pode estar acontecendo em muitas partes dos oceanos do mundo, "Jessen diz.

"As áreas de baixo oxigênio nos oceanos estão aumentando, principalmente como consequência de entradas de nutrientes antropogênicos e mudanças climáticas ", explica Antje Boetius, autor sênior do estudo e líder de grupo do Grupo de Pesquisa HGF-MPG para Ecologia e Tecnologia do Mar Profundo. "Assim, é particularmente importante compreender e medir o que o estresse de oxigênio nos oceanos significa para seus habitantes, bem como os ciclos biogeoquímicos globais. "

Mudando a vida do fundo do mar

Por que os efeitos são tão drásticos se o fundo do mar fica sem fôlego periodicamente? "A deficiência de oxigênio muda a comunidade faunística do fundo do mar, "Boetius elabora. Em particular os animais maiores, como minhocas e mexilhões, não pode sobreviver sem ele. Esses animais vasculham os sedimentos em busca de alimento e abrigo, mistura de oxigênio e nutrientes para habitantes menores do fundo do mar no processo. “Os grandes organismos desaparecem quando o oxigênio é escasso. As bactérias do sedimento sozinhas são responsáveis ​​pela remineralização da matéria orgânica que chega ao fundo do mar, mas eles se movem lentamente e demoram muito para quebrar materiais complexos sem a ajuda de animais. "Como resultado, sob condições de hipóxia, mais material orgânico é enterrado e, portanto, removido do sistema. Microrganismos anaeróbicos, ganhando sua energia sem oxigênio, por exemplo, por fermentação ou redução de sulfato, assuma o comando. Eles também produzem sulfeto tóxico, retardando ainda mais a decomposição de materiais.

“O Mar Negro pode nos ensinar muitas lições”, diz Boetius, "pois revela claramente os efeitos das condições flutuantes e de baixo oxigênio no ecossistema do oceano, causando mudanças tremendas nos serviços do ecossistema para nós, humanos. Investigações como a atual são, portanto, essenciais em face da mudança global, para detectar sinais de alerta do oceano a tempo. "