A ressurgência no Oceano Pacífico equatorial oriental fornece nutrientes essenciais para as plantas microscópicas da região, mas o ferro - um ingrediente chave que facilita o consumo de nitrogênio - é escasso. Para compensar, o fitoplâncton se une para reciclar o metal escasso e retê-lo em seu habitat na parte superior do oceano, cientistas da Universidade da Califórnia, Irvine descobriu.

"Por décadas, oceanógrafos entenderam o vital, fertilizante papel desempenha o ferro no ambiente do oceano, "disse Patrick Rafter da UCI, autor principal em um estudo recente em Nature Communications . "As plantas aquáticas não absorvem nitrogênio na ausência do metal, que é um fator limitante em sua reprodução e crescimento. "Ele apresentará suas descobertas hoje no Encontro de Ciências Oceânicas da União Geofísica Americana de 2018.

Esse entendimento é importante, de acordo com Rafter, um cientista assistente de projeto em ciência do sistema terrestre, porque esses organismos ajudam a regular o clima global puxando o dióxido de carbono atmosférico para o oceano. Mas certas condições são necessárias para que esse processo ocorra.

“Há muito pouco ferro entrando no ecossistema nesta parte do mundo, que é bem diferente do que vemos no Atlântico, com grandes quantidades de poeira transportando metal do Deserto do Saara soprando sobre ele, "disse a co-autora Katherine Mackey, UCI Clare Boothe Luce Professora Assistente de Ciência do Sistema Terrestre. "E ao mesmo tempo, você tem ressurgência, impulsionado pela circulação do oceano e ventos, que traz água muito rica em nitrogênio para a superfície. "

A produtividade observada do fitoplâncton do Pacífico em meio a esse desequilíbrio de nutrientes há muito intrigava os oceanógrafos.

Em busca de pistas geoquímicas para explicar o consumo de nitrogênio e o crescimento das plantas em águas pobres em ferro, Rafter analisou núcleos de sedimentos que datam de um milhão de anos atrás, e ele coletou amostras de água a bordo de um navio de pesquisa centenas de milhas a oeste das Ilhas Galápagos.

Isso informou o entendimento do oceanógrafo em início de carreira sobre a quantidade de nitrogênio sendo absorvida pelo fitoplâncton, que são a base da teia alimentar dos oceanos. "Mas cheguei ao ponto em que disse, 'Espere um minuto - o ferro realmente é a coisa, '", disse ele." Não importa como eu fiz os cálculos, Não consegui explicar o consumo de nitrogênio com base no ferro fornecido ao sistema. "

Rafter consultou Mackey, quem forneceu insumos e ferramentas numéricas para resolver o problema. Analisando equações diferenciais no que eles chamam de "modelo de caixa, "os cientistas concluíram que o fitoplâncton deve estar empregando alguma estratégia para reter o ferro na parte superior do oceano.

"Quando dizemos que o ferro é reciclado no sistema de forma mais eficiente do que outros elementos, não parece tão grande, declaração profunda, mas para aqueles de nós que têm estudado essas comunidades, na verdade, é um insight muito importante sobre como o sistema funciona, como a vida vegetal marinha funciona no oceano, "Rafter disse." Esta comunidade microbiana descobriu uma maneira de se fertilizar com ferro. "

O artigo dá ênfase considerável aos processos biológicos e químicos do nitrogênio, absorção de ferro e CO2, mas os pesquisadores também se concentraram na física básica envolvida na mudança dos padrões de circulação do oceano e ressurgência ao longo do tempo, que têm relação com questões ambientais mais amplas.

"O que acontece em uma década ou um século ou um milhão de anos?" Rafter disse. "Nosso modelo prova que, se você alterar a taxa com que as águas são trazidas à superfície, você pode permitir mais ou menos reciclagem de ferro e autofecundação pelo fitoplâncton. E então você obtém mais consumo de nitrogênio e, em última análise, mais do crescimento desta planta que pode afetar a partição oceano / atmosfera de dióxido de carbono - o que impacta o clima global. "