Uma equipe de pesquisa, liderado pelo professor Wei-Jun Cai da Universidade de Delaware, identificou uma zona de água que está aumentando em acidez na Baía de Chesapeake.

A equipe analisou fatores pouco estudados que desempenham um papel na acidificação dos oceanos (OA) - mudanças na química da água que ameaçam a capacidade de moluscos, como ostras, amêijoas e vieiras para criar e manter suas conchas, entre outros impactos.

O U.S. Geological Survey define o pH como "uma medida de quão ácida ou básica a água é." A escala de pH varia de 0-14, com 7 considerados neutros. Um pH inferior a 7 é ácido, enquanto um pH maior que 7 é alcalino (básico). Ácido de bateria, por exemplo, pode ter um pH de 1, enquanto o leite de magnésia pode ter um pH de 10.

Mudanças no pH podem dizer aos cientistas algo sobre como a química da água está mudando.

Em sua pesquisa, Cai e seus colegas descobriram uma "zona de pH mínimo" que ocorre a uma profundidade de aproximadamente 10-15 metros (~ 30-50 pés) na Baía de Chesapeake. O pH nesta zona é de aproximadamente 7,4, quase 10 vezes maior em acidez (ou uma unidade menor em pH) do que o que é encontrado em águas superficiais, que têm um pH médio de 8,2.

Suspeita-se que esta zona seja devida a uma combinação de fatores, mais importante, dos ácidos produzidos quando a água do fundo, rica em sulfeto de hidrogênio tóxico, se mistura para cima. A equipe relatou as descobertas em um artigo em Nature Communications em 28 de agosto, 2017

"Este estudo mostra pela primeira vez que a oxidação de sulfeto de hidrogênio e amônia das águas do fundo pode ser um dos principais contribuintes para diminuir o pH nos oceanos costeiros e pode levar a uma acidificação mais rápida nas águas costeiras em comparação com o oceano aberto, "disse Cai, o principal autor do artigo e especialista em química marinha e movimento do carbono nas águas costeiras.

Estudos anteriores, incluindo o trabalho de Cai, mostraram que a acidificação pode ser particularmente séria em águas costeiras ricas em nutrientes, que geralmente contêm áreas com muito pouco oxigênio e altos níveis de dióxido de carbono próximo ao fundo. Contudo, os cientistas não sabem exatamente quanto OA está ocorrendo em uma grande baía como a Baía de Chesapeake, embora seja bem documentado que os nutrientes agrícolas que entram na água tiveram um impacto progressivo na anóxia da água do fundo da baía, ou de oxigênio esgotado, durante os meses de verão nos últimos 50 anos.

O modelo quantitativo fornece novas pistas

A Baía de Chesapeake é o maior estuário dos Estados Unidos. Além de fornecer um ambiente marinho próspero para turismo e recreação ao ar livre ao longo da costa leste, a baía desempenha um papel importante na economia do país através da colheita de frutos do mar, incluindo crustáceos, como caranguejo azul e ostras, e peixes finos, como robalo.

Durante os cruzeiros de pesquisa a bordo do navio de pesquisa de 146 pés da UD, Hugh R. Sharp, em agosto de 2013 e 2014, Os pesquisadores Cai e George Luther e colegas da UD coletaram amostras de água repetidamente de uma bacia profunda na baía de Chesapeake. Os pesquisadores mediram o oxigênio, sulfato de hidrogênio, pH, carbono inorgânico dissolvido e alcalinidade total.

Enquanto Cai analisava os dados desses cruzeiros e de outro em abril de 2015, ele notou que o pH da baía parecia atingir o mínimo em profundidades entre 10-15 metros. Para explicar isso, Cai construiu um modelo biogeoquímico para simular a maneira como o oxigênio é consumido e o carbono inorgânico e os ácidos são produzidos para coincidir com as observações medidas na Baía de Chesapeake. Usando medições diretas de sulfeto de hidrogênio coletadas nas águas profundas por Luther, Cai calculou quanto ácido precisaria ser produzido para explicar essa zona mínima.

Cai explicou que no oceano costeiro, em geral, há um efeito sinérgico sobre OA quando o excesso de nutrientes introduzidos no ecossistema a partir da terra causa o supercrescimento das plantas, um processo conhecido como eutrofização, que perturba a química natural da água e causa a morte de espécies marinhas. Quando essa matéria orgânica afunda para o sedimento de fundo, é consumida por bactérias que respiram, criando excesso de dióxido de carbono que se mistura para cima na coluna de água.

“A água já está com pH mais baixo e quando você adiciona um pouco mais de dióxido de carbono e outros ácidos, isso cria um ponto de inflexão que leva a uma diminuição do pH ", disse Cai.

Ele comparou os resultados de seu modelo da Baía de Chesapeake com dados do Golfo do México, que é considerado um sistema bem protegido que é capaz de neutralizar as mudanças do OA e se manter em equilíbrio. Mas em grandes estuários eutróficos como a Baía de Chesapeake, os estressores ambientais e climáticos combinados tornam a baía mais vulnerável, e o excesso de nutrientes e o aumento da acidez podem cobrar um preço maior.

"Dada a extensão das zonas de baixo oxigênio nas águas costeiras em todo o mundo, compreender esses processos nos permitirá prever a acidificação dos estuários sob aumentos esperados de dióxido de carbono e mitigação contínua das entradas de nutrientes por meio de ações de gestão, "disse Jeremy Testa, professor assistente do Centro de Ciências Ambientais da Universidade de Maryland. "Esses resultados nos permitirão identificar onde e quando organismos formadores de concha como ostras irão prosperar ou sofrer no futuro."

A pesquisa da equipe mostra que atualmente a dissolução de conchas vivas e minerais não vivos de aragonita e calcita forneceu um mecanismo de autorregulação para tamponar ou impedir que as águas profundas da Baía de Chesapeake se tornem ácidas.

Mas o que isso significará para espécies economicamente importantes, como ostras e mariscos, se o ecossistema geral ficar ainda mais desequilibrado?

Esta é uma questão que a equipe de pesquisa gostaria de explorar mais a fundo.

"Há um limite para a capacidade da Mãe Natureza de autorregular esses sistemas, "Cai disse.