Os cientistas descobriram as condições do oceano que suportam uma grande proliferação de algas no verão que se estende por 16 por cento do oceano global. Conhecido como o Grande Cinturão de Calcita, este grupo denso de um fitoplâncton microscópico, coccolitóforos, pode ser visto em imagens de satélite como redemoinhos turquesa na água azul escura do Oceano Antártico.

"Os satélites veem a luz refletida pelos coccolitóforos, "disse Barney Balch, um cientista pesquisador sênior do Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. "Sob um microscópio de alta potência, você pode ver que isso é porque eles se cercam de intrincados, pratos brancos feitos de carbonato de cálcio. Essas placas de giz agem como milhões de pequenos espelhos suspensos, refletindo a luz do sol de volta para fora do oceano em direção aos satélites de observação da Terra da NASA. "

Balch fazia parte de uma equipe internacional de pesquisadores do Bigelow Laboratory, Universidade de Southampton (Reino Unido), o Centro Nacional de Oceanografia em Southampton, e o Bermuda Institute of Ocean Science, que estudou as condições que possibilitam o florescimento e a ecologia das espécies fitoplanctônicas que o compõem. Eles publicaram recentemente seus resultados no jornal Biogeociências .

"As ligações entre a química dos oceanos e as populações de coccolitóforos e diatomáceas não são diretas, "disse a autora principal Helen Smith, um pesquisador da Universidade de Southampton. "Para compreender totalmente a interação entre esses dois grupos fitoplanctônicos importantes e o ambiente do oceano, tivemos que manter uma abordagem holística para a coleta e análise de dados. "

A equipe descobriu que a temperatura da superfície do mar, níveis de nutrientes, e a concentração de dióxido de carbono foram os fatores mais importantes na determinação de onde as espécies de coccolitóforos e diatomáceas, outro tipo de fitoplâncton microscópico, crescer. Como esperado, o ferro dissolvido foi um fator chave no controle das populações de plâncton.

"Todo fitoplâncton precisa de ferro para crescer, e geralmente é escasso no Oceano Antártico, "disse Ben Twining, um cientista pesquisador sênior e presidente interino do Laboratório Bigelow. "Coccolithophores - mas não necessariamente diatomáceas - eram mais abundantes em locais com ferro elevado."

De fato, as diatomáceas também precisam de sílica para construir seus exoesqueletos de vidro. A água do Great Calcite Belt não tem ácido silícico suficiente para suportar grandes diatomáceas, que são normalmente encontrados nas partes mais produtivas dos oceanos do mundo. Isso cria uma oportunidade para que espécies de pequenos fitoplâncton prosperem, incluindo coccolitóforos e espécies de diatomáceas extremamente pequenas. Como resultado, pequenos fitoplâncton dominam a região.

"Nenhum fator ambiental foi responsável pela variabilidade do fitoplâncton em nosso estudo, que destaca a complexidade do sucesso do coccolitóforo e das diatomáceas no Grande Cinturão de Calcita no verão, "Smith disse.

Além disso, os pesquisadores encontraram motivos para questionar o papel na remoção de carbono que se pensa que o Oceano Antártico desempenha no ciclo global do carbono, pelo menos no Grande Cinturão de Calcita. Quando os coccolitóforos constroem suas placas de giz, eles removem o carbono da água, mas esse processo também libera dióxido de carbono de volta à superfície do oceano e da atmosfera.

Em todo o Oceano Antártico, as densas conchas minerais de coccolitóforos e diatomáceas que afundam partículas de detritos orgânicos. Esse processo de puxar o carbono para as profundezas do oceano e para longe da atmosfera é chamado de bomba biológica de carbono. A característica coccolitóforo que forma o Grande Cinturão de Calcita é tão grande, Contudo, que pode alterar a química da água no verão.

"Quando atravessamos o Grande Cinturão de Calcita, vemos que existem pontos quentes de elevado dióxido de carbono, em um lugar que geralmente continua sendo um grande sumidouro de carbono, "disse o professor Nicholas Bates, um co-autor do Bermuda Institute of Ocean Science.

Esta descoberta melhora a integridade dos modelos globais do ciclo do carbono, que pode ajudar cientistas de todo o mundo a prever o destino do dióxido de carbono na atmosfera.

Balch e sua equipe continuarão a estudar os impactos dos coccolitóforos no oceano global, realização de cruzeiros apoiados pela National Science Foundation em 2019 e 2020 para o Oceano Índico. A água fria da superfície na região do Grande Cinturão de Calcita afunda bem abaixo do aquecedor, água menos densa ao norte. Quarenta anos depois, que a água surge novamente perto do equador, contendo nutrientes que alimentam cerca de 75% do crescimento microscópico das plantas nos trópicos e subtrópicos.

"Achamos que o fitoplâncton do Grande Cinturão de Calcita condiciona fundamentalmente esta água antes que afunde, moldar o que crescerá perto do equador quando a água surgir décadas depois, "Balch disse.