A crescente acidez dos oceanos ameaça os recifes de coral, tornando mais difícil para os corais construirem seus esqueletos. Um novo estudo identifica os detalhes de como a acidificação do oceano afeta os esqueletos de coral, permitindo aos cientistas prever com mais precisão onde os corais serão mais vulneráveis.

Os corais aumentam seus esqueletos em direção à luz do sol e também os engrossam para reforçá-los.

A nova pesquisa, liderado por cientistas da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), mostra que a acidificação do oceano impede particularmente o processo de espessamento - diminuindo a densidade dos esqueletos e deixando-os mais vulneráveis ​​à quebra. O estudo foi publicado hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Nossa pesquisa incorpora as nuances do crescimento do esqueleto do coral, permitindo projeções mais precisas de como, Onde, e por quanto, a acidificação do oceano afetará os corais construtores de recifes tropicais, "disse Nathaniel Mollica, que é o autor principal do estudo e um estudante de pós-graduação no Programa Conjunto em Oceanografia do MIT-WHOI. A equipe de pesquisa também incluiu Weifu Guo, Anne Cohen, e Andrew Solow (WHOI), Kuo-Fang Huang (Academia Sinica em Taiwan), e Hannah Donald e Gavin Foster (Universidade de Southampton, na Inglaterra).

A equipe de pesquisa desenvolveu um modelo numérico que simula esse mecanismo detalhado de crescimento do esqueleto e o associa a mudanças projetadas no pH do oceano (uma medida de sua acidez) induzidas pelas mudanças climáticas globais. Os resultados mostraram que o declínio na densidade do esqueleto do coral ocorrerá em muitos recifes de coral. O impacto será especialmente forte na região Indo-Pacífico, com reduções de até 20% nas densidades de esqueletos de coral até 2100 em partes do Triângulo de Coral - a área delimitada pelas águas da Indonésia, Malásia, as Filipinas, Papua Nova Guiné, Timor Leste, e as Ilhas Salomão. Corais do Caribe, O Havaí e o norte do Mar Vermelho poderiam se sair melhor, os autores dizem, com declínios de menos de 10 por cento causados ​​apenas pela acidificação do oceano.

"Este estudo muito importante determinou a maneira específica como uma espécie de coral é afetada pela acidificação do oceano e modelou o efeito das futuras condições ambientais, "disse David Garrison, diretor do programa de Oceanografia Biológica da National Science Foundation, que financiou a maior parte da pesquisa, junto com The Robertson Foundation e Woods Hole Oceanographic Institution.

Esqueletos de coral são feitos de aragonita, uma forma de carbonato de cálcio. Os corais crescem seus esqueletos empilhando feixes de cristais de aragonita, um em cima do outro. Ao mesmo tempo, eles engrossam esses feixes com cristais adicionais, que fortalece os esqueletos e os ajuda a resistir à quebra causada por correntes, ondas, tempestades, e chato e mordedor de vermes, moluscos, e peixe-papagaio.

"Os recifes de coral estão entre os ecossistemas mais diversos da Terra, com enorme cultura, ecológico, e valor econômico, "disse Anne Cohen, cientista do WHOI e coautor do estudo. Os recifes enfrentam várias tensões, incluindo a elevação do nível do mar, mudando os regimes de nutrientes, e temperaturas mais quentes do oceano, ela disse, mas ao contrário do aquecimento do oceano, que causa o branqueamento visível, o impacto da acidificação do oceano é mais insidioso e difícil de detectar, e, portanto, mais difícil de prever.

A acidificação dos oceanos é causada pelo aumento dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera, principalmente da queima de combustíveis fósseis. O dióxido de carbono (CO2) é absorvido pela água do mar, pondo em movimento reações químicas que produzem íons bicarbonato (HCO3-) e carbonato (CO32-). Pólipos de coral - os pequenos animais vivos de corais de corpo mole - trazem água do mar contendo HCO3-, Os íons CO32- e cálcio (Ca2 +) em um "espaço calcificado" entre suas células e a superfície do esqueleto existente. Eles bombeiam íons de hidrogênio (H +) para fora deste espaço para produzir mais íons de carbonato (CO32-), tornando mais fácil fazer carbonato de cálcio (CaCO3) para seus esqueletos. Mas quando os oceanos absorvem o excesso de CO2, como está acontecendo agora, há mais íons HCO3-, mas menos íons CO32- na água do mar, tornando mais difícil para os corais acumularem esqueletos.

Experimentos de laboratório e estudos de campo, Contudo, tem sido ambíguo, mostrando impactos negativos claros da acidificação do oceano no crescimento do esqueleto em alguns casos, mas não em outros. A nova pesquisa sugere que essa inconsistência reflete em parte a complexidade recém-descoberta do crescimento do esqueleto do coral.

Para testar esta teoria, os cientistas retiraram núcleos de esqueletos de um tipo comum de corais construtores de recifes, chamados de Porites, em quatro locais:Palau, Atol de Dongsha no Mar da China Meridional, Ilha Verde ao largo de Taiwan, e Saboga no Panamá, onde as condições da água do mar abrangeram uma ampla gama de níveis de pH e concentrações de íons carbonato. Eles usaram um scanner de tomografia computadorizada (TC) 3-D para obter imagens dos núcleos do esqueleto, que revelam faixas de crescimento anual, muito parecido com anéis em uma árvore. Das varreduras, eles foram capazes de discernir e quantificar separadamente os componentes ascendentes e espessos do crescimento do coral. A análise revelou uma correlação consistente:os esqueletos dos corais em águas mais ácidas (pH mais baixo e menos íons carbonato) eram significativamente mais finos. Contudo, eles não encontraram nenhuma relação entre o crescimento ascendente e a concentração de íons carbonato.

Para entender melhor esses processos, os pesquisadores examinaram o processo de crescimento do coral e mostraram que, à medida que o pH e os íons carbonato diminuem na água do mar ambiente, o mesmo acontece com as concentrações de íons carbonato no espaço calcificado dos corais. Consequentemente, os corais não podem produzir tanta aragonita para engrossar o esqueleto. Os corais continuam a investir no crescimento ascendente, mas a "densificação" ou espessamento sofre. Como resultado, corais em águas com pH mais baixo constroem esqueletos mais finos que são mais suscetíveis a danos causados ​​por ondas violentas ou ataques de organismos em erosão.

A equipe de pesquisa analisou ainda os dados publicados em mais de 100 núcleos de esqueletos de corais de Porites tirados por outros cientistas em muitos locais onde a química da água do mar ambiente também é conhecida. As análises validaram o mecanismo proposto pela equipe de como a química da água do mar afeta a densidade dos esqueletos dos corais.

Os pesquisadores observam que a acidificação dos oceanos não está acontecendo isoladamente e que outras mudanças, como o aquecimento do oceano, também afetarão o crescimento dos corais.

"Nosso próximo passo é expandir nosso modelo para incorporar os efeitos de múltiplos estressores no crescimento do esqueleto dos corais, "disse Weifu Guo, geoquímico do WHOI e investigador principal do estudo. "Conhecer os detalhes de como as diferentes facetas da mudança do oceano afetarão os corais nos permitirá projetar quantitativamente a trajetória dos corais que constroem recifes sob as mudanças climáticas do século XXI."