Um novo estudo liderado por um pesquisador de pós-doutorado do INSTAAR encontrou mudanças dramáticas no ecossistema de um arquipélago remoto no Oceano Ártico em resposta às recentes mudanças climáticas.

Publicado hoje na revista de acesso aberto Relatórios Científicos , o estudo encontra ligações explícitas entre as mudanças nos sistemas biológicos e as mudanças climáticas no Ártico. Em linha com outros estudos, mostra que o alto Ártico, que está aquecendo mais rápido do que qualquer outra região da Terra, já está passando por uma rápida mudança no ecossistema e continuará a se transformar no futuro.

Lineke Woelders, atualmente na INSTAAR e anteriormente um Ph.D. estudante da KU Leuven, Bélgica, aproveitou a oportunidade de estar em um lago muito remoto em uma ilha de East Svalbard para coletar uma amostra dos sedimentos do lago.

East Svalbard é uma parte desabitada do arquipélago de Svalbard no Oceano Ártico, e é tão inacessível que os pesquisadores raramente conseguem viajar até lá para recuperar registros e observações diretas. Woelders, junto com os co-autores Keechy Akkerman e Wim Hoek (Utrecht University) e Thomas van Hoof (TNO Applied Geosciences), fazia parte de um cruzeiro de pesquisa e divulgação, Expedição científica holandesa Edgeøya Spitsbergen (SEES.NL), que levou pesquisadores às ilhas de East Svalbard em agosto de 2015.

O benefício de ter um núcleo de sedimento de lago de um local tão distante dos centros populacionais é que ele pode mostrar a ecologia mudando em resposta à mudança climática sem ser mascarado por sinais de atividades humanas próximas. "O núcleo nos permitiu ver as mudanças climáticas recentes e o que isso fez com a ecologia lá, longe das pessoas, "diz Woelders.

Cada ano, sedimentos se depositam no fundo dos lagos, carregando grãos de pólen, algas, e os restos de minúsculas criaturas que vivem na água. Ao estudar as camadas deixadas para trás nos anos seguintes, os pesquisadores podem ver muitas linhas de evidências que os ajudam a reconstruir a ecologia dentro e ao redor do lago.

A sedimentação em lagos árticos pode ser lenta, às vezes acumulando apenas alguns centímetros em 200 anos. Woelders teve sorte:eles acabaram com uma amostra de 18 polegadas (45 centímetros) de comprimento, registrando 125 anos, de 1890 a 2015. O comprimento da amostra permitiu que Woelders e seus colegas datassem o núcleo com precisão e vissem as mudanças recentes em detalhes. "É uma forma de voltar no tempo sem estar lá - é por isso que adoro paleo, "diz Woelders.

De volta ao laboratório, Woelders e co-autores Akkerman e Kimberley Hagemans (Universidade de Utrecht) examinaram as camadas do núcleo para descobrir sobre a ecologia do lago ao longo do tempo. Os grãos de pólen mostraram quais plantas cresciam lá. Algas verdes indicaram produtividade, ou a taxa de nova biomassa produzida em um sistema. E as cascas de diatomáceas, algas unicelulares que são a forma mais comum de fitoplâncton, registro de informações sobre a qualidade da água.

Enquanto Woelders reconstruía traços da ecologia registrados no núcleo de sedimentos do lago, o colega cientista Jan Lenaerts reuniu fontes de dados de clima e gelo marinho da área circundante. Lenaerts, na época, um pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Utrecht e agora um professor assistente no departamento de Ciências Atmosféricas e Oceânicas em CU Boulder, também é marido de Woelders. Esse estudo foi a primeira vez que eles puderam trabalhar juntos em uma investigação. "Este era um desejo de longa data, "diz Woelders.

Lenaerts reconstruiu a temperatura de estações meteorológicas circundantes no arquipélago com dados de 1960. Ele também escavou imagens de satélite, disponível na década de 1980, que mostram a extensão da cobertura de gelo do mar próximo, que impulsiona o clima local na localização do lago perto do oceano.

O núcleo mostra de repente, mudança dramática no ecossistema do lago.

"De 1890 a 1980, "diz Woelders, "você viu apenas um pequeno aumento no número de algas por grama." A quantidade de algas em um núcleo é evidência da taxa de nova biomassa produzida em um ambiente. "Do início da década de 1990 em diante, eles simplesmente explodiram. De repente, vimos cem vezes mais algas do que um século antes. "

As novas algas não estavam lá por causa de mais nutrientes no sistema, qualquer. Entre 1950 e 2000, os grupos de diatomáceas mais prevalentes no lago mudaram substancialmente, mas essas mudanças não indicam uma mudança na quantidade de nitrogênio ou outros nutrientes na água.

Dias acima de zero, Contudo, aumentou dramaticamente depois de 1960. Cada década havia mais 11 dias acima do ponto de congelamento por ano do que na década anterior. Além disso, o período de ausência de gelo marinho próximo ao lago aumentou de cerca de três meses por ano no final da década de 1980 para seis meses por ano em 2010-2014. Mudanças de temperatura são a causa mais provável das mudanças no ecossistema vistas no núcleo. "Os resultados se alinham com outros estudos do Ártico, "diz Woelders.

"Eu nunca tinha visto nada assim antes, e nunca tinha visto um sinal tão claro. No início, pensamos que tínhamos feito algo errado com as amostras, "reflete Woelders." Quando você começa a perceber o que está vendo e como as coisas estão mudando rapidamente, você fica humilhado. OK, então é isso que a mudança climática está fazendo no Ártico. "