A luz solar e os micróbios interagem para degradar o carbono orgânico dissolvido (DOC) nas águas superficiais, mas os cientistas não podem atualmente prever a taxa e extensão dessa degradação em condições de escuridão ou luz. Um estudo recente ajuda a explicar como a luz solar altera a composição da matéria orgânica.

As taxas que os micróbios podem processar DOC são provavelmente governadas por uma combinação da abundância e instabilidade do DOC exportado da terra para a água e produzido por processos fotoquímicos, e a capacidade e escala de tempo que as comunidades microbianas têm de se adaptar para metabolizar o DOC que foi exposto à luz solar. Essas novas informações podem ajudar a desenvolver métodos mais precisos para avaliar o clima do passado.

O processamento fotoquímico do DOC provavelmente fornece cerca de um terço do CO2 liberado das águas superficiais do Ártico, pela mineralização direta do DOC em CO2 ou pela alteração indireta da composição química do DOC e, por sua vez, taxas de respiração microbiana. Atualmente, os cientistas não podem prever a taxa e a extensão dessa degradação em condições de escuridão ou luz. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Michigan, Woods Hole Oceanographic Institution, Oregon State University, e EMSL, o Laboratório de Ciência Molecular Ambiental, uma instalação de usuário do DOE Office of Science, técnicas de caracterização avançada combinadas para caracterizar a composição microbiana e DOC.

Os pesquisadores caracterizaram resultados de experimentos fotoquímicos de curto prazo usando espectrometria de massa de ressonância de ciclotron de íons com transformada de Fourier em EMSL, juntamente com medidas de atividade microbiana, composição da comunidade, e expressão gênica. Em condições de escuridão, eles encontraram micróbios nativos do permafrost profundo, ou solos de camada orgânica superficial, degradou o DOC que era mais abundante em ambos os solos.

Eles descobriram que a exposição à luz solar produzia ou removeu o abundante DOC usado por micróbios, que induziu mudanças nas principais etapas metabólicas tomadas pelas comunidades microbianas nativas para se adaptar e degradar o DOC alterado pela luz. A alteração do DOC do permafrost pela luz solar para compostos usados ​​por micróbios resulta em um aumento de duas vezes nas taxas de respiração, sugerindo que quando o DOC do permafrost é exportado para águas superficiais iluminadas pelo sol, pode ser rapidamente respirado para CO2. A degradação fotoquímica e biológica acoplada do DOC do permafrost pode ser um componente cada vez mais importante do balanço de carbono do Ártico à medida que as temperaturas aumentam. As novas descobertas podem ser usadas para desenvolver métodos mais precisos para avaliar os processos climáticos.