Adicionar nutrientes ao oceano aumenta a produção de matéria orgânica, como o fitoplâncton. Quando estes morrem, eles afundam como "neve marinha" e se decompõem, consumir oxigênio no processo. Acredita-se que isso seja o principal responsável pela perda de oxigênio em grande escala nos oceanos antigos, levando a extinções em massa no ambiente marinho. O oceano moderno exibe sintomas semelhantes. Crédito:Natalie Renier, Woods Hole Oceanographic Institution
Uma perda de oxigênio na água do mar do oceano global há 94 milhões de anos levou à extinção em massa da vida marinha que durou cerca de meio milhão de anos.
Os cientistas encontraram várias explicações potenciais para como aconteceu a perda de oxigênio. Isso pode incluir aumento da atividade vulcânica, aumento de nutrientes que chegam ao oceano, elevação do nível do mar, e aquecimento das temperaturas do mar e da superfície. Mas apontar o dedo para qualquer causa (ou várias delas) requer saber com que rapidez aconteceu a perda de oxigênio.
Uma nova técnica, desenvolvido pelo estudante de graduação da Arizona State University Chad Ostrander com colegas do Wood Hole Oceanographic Institution (WHOI) e da Florida State University (FSU), colocou um cronograma sobre a perda de oxigênio associada a este grande evento de extinção do oceano, que é conhecido pela ciência como Evento Anóxico Oceânico 2.
Sua pesquisa foi publicada em 9 de agosto, 2017, no jornal Avanços da Ciência .
"O projeto começou quando eu era um estudante de graduação da Escola de Verão em Woods Hole, "diz Ostrander, um estudante de doutorado na Escola de Exploração da Terra e do Espaço da ASU. Seus co-autores no papel são Jeremy Owens na Florida State e Sune Nielsen em Woods Hole.
"Pudemos rastrear mudanças no conteúdo de oxigênio da água do mar antiga medindo isótopos de tálio em sedimentos do fundo do mar antigos, "Ostrander explica." Uma vez que o oxigênio nas rochas que medimos não forneceria nenhuma informação valiosa, usamos tálio e outros elementos como substitutos, ou proxies. "
Os sedimentos preservam a composição isotópica de tálio da água do mar, que muda dependendo da quantidade de oxigênio no oceano profundo no momento em que foram depositados. Os sedimentos se acumulam com o tempo, com níveis mais profundos correspondendo a tempos mais distantes.
Os co-autores Sune Nielsen (à esquerda) do Woods Hole Oceanographic Institution e Chad Ostrander da Arizona State University trabalhando no laboratório. Crédito:Matt Barton, WHOI
Os sedimentos que a equipe estudou eram xistos negros ricos em orgânicos coletados como amostras de núcleo por perfuração em águas profundas em 2003. O local era Demerara Rise, um planalto submarino no Oceano Atlântico ao largo das costas do Suriname e da Guiana Francesa.
"Dissolvemos as rochas em nosso laboratório, "explica Ostrander, "e, em seguida, separou quimicamente tudo, exceto o tálio, o elemento de que precisávamos para a análise. "
Então, usando espectrometria de massa, a equipe mediu as variações no tálio nas rochas sedimentares como um substituto para as mudanças nos níveis de oxigênio ao longo de dezenas de milhares de anos.
Com base na análise, os pesquisadores suspeitam que até a metade do oceano profundo ficou sem oxigênio durante o Evento Anóxico Oceânico 2, e assim permaneceu por cerca de meio milhão de anos antes de se recuperar.
"A perda de oxigênio levou 43, 000 anos para ocorrer, mais ou menos cerca de 11, 000, "diz Ostrander." Chame isso de 50, 000 anos ou menos. "
A principal causa do Evento Anóxico Oceânico 2 pode ter sido o aumento da distribuição de nutrientes aos oceanos, dizem os pesquisadores. Um aumento nos nutrientes alimenta a produção de matéria orgânica, e subsequente remineralização por bactérias que se alimentam dele.
"É essa remineralização que é especificamente responsável pela perda de oxigênio, porque essas bactérias consomem oxigênio para oxidar o orgânico, ou contendo carbono, matéria, "Ostrander diz." Vemos um cenário semelhante no oceano moderno, novamente devido ao aumento da entrega de nutrientes, mas em grande parte impulsionado por fertilizantes usados na agricultura. "
O Evento Anóxico Oceânico 2 é facilmente observado na seção Furlo como um xisto rico em orgânico preto entre carbonatos brancos. Crédito:Jeremy Owens
Na verdade, ele diz, "a maior 'zona morta' observada no Golfo do México está ocorrendo agora por este motivo."
Os pesquisadores traçam um paralelo distinto entre a taxa de desoxigenação daquela época e as tendências modernas na perda de oxigênio oceânica.
Diz o co-autor Nielsen, "Nossos resultados mostram que as taxas de desoxigenação marinha antes do antigo evento provavelmente ocorriam ao longo de dezenas de milhares de anos, e são surpreendentemente semelhantes à tendência de depleção de oxigênio de 2% que estamos vendo induzida por atividades relacionadas ao homem nos últimos 50 anos. "
Ele adiciona, "Não sabemos se o oceano está se encaminhando para outro evento anóxico global, mas a tendência é, claro, preocupante."
Ostrander diz, "Neste ponto, estamos apenas começando a entender como os níveis de oxigênio no oceano mudaram no passado. Mas com nossa nova ferramenta, já aprendemos que um dos eventos climáticos mais extremos no registro sedimentar fornece um análogo desconfortavelmente razoável para a possível perda futura de oxigênio no oceano e as mudanças ecológicas subsequentes. "
Ele adiciona, "Esperamos usar essas informações para obter uma melhor visão do curto, futuro de médio e longo prazo para o conteúdo de oxigênio nos oceanos de hoje. "
