Água subterrânea contendo excesso de nitrogênio de fertilizantes agrícolas provavelmente contaminou os recifes de coral nas Ilhas Cook durante a segunda metade do século 20, continuando por anos depois que o uso de fertilizantes parou, de acordo com um novo estudo. A descoberta sugere que as atividades humanas têm impactos duradouros nas comunidades dos recifes de coral e podem estar contribuindo para seu declínio.

Os recifes de coral são alguns dos ecossistemas mais diversos e valiosos da Terra, suportando mais espécies por unidade de área do que qualquer outro ambiente marinho, de acordo com NOAA. Os recifes protegem as linhas costeiras adjacentes das ondas e evitam a erosão. Cerca de meio bilhão de pessoas no mundo vivem dentro de 100 quilômetros (62 milhas) de recifes de coral e se beneficiam deles. Os recifes podem fornecer bens e serviços no valor de US $ 375 bilhões a cada ano e são usados ​​para desenvolver medicamentos para a artrite, infecções bacterianas e vírus.

Os corais nas ilhas do Pacífico têm diminuído nas últimas décadas devido a surtos de estrelas do mar predadoras, ciclones e branqueamento El Niño, de acordo com pesquisas de 2013 da Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation. No Pacífico Sul, os recifes de coral diminuíram cerca de 25% nas últimas duas décadas.

Em muitas nações das ilhas do Pacífico, O rápido crescimento turístico e o desenvolvimento agrícola desde a década de 1960 levaram a preocupações sobre a contaminação dos aquíferos costeiros com nutrientes artificiais. Os cientistas suspeitam que as águas subterrâneas poluídas com excesso de nutrientes de fertilizantes contribuíram para o declínio dos recifes de coral no Pacífico Sul nas últimas décadas, mas não foram capazes de medir com precisão os padrões anteriores de descarga de nitrogênio nas águas subterrâneas.

"Daqui para frente, nosso estudo mostra que a poluição das águas subterrâneas hoje é um problema que se estenderá por muito tempo, "disse Dirk Erler, um pesquisador do Centro de Biogeoquímica Costeira da Southern Cross University em Lismore, Austrália, e principal autor do novo estudo em Cartas de pesquisa geofísica , um jornal da American Geophysical Union.

Recifes em Rarotonga

Erler e sua equipe investigaram o declínio dos recifes de coral nas Ilhas Cook, que estão localizados a nordeste da Nova Zelândia no Oceano Pacífico Sul, entre a Polinésia Francesa e a Samoa Americana. O país autônomo é composto por 15 ilhas principais espalhadas por 2,2 milhões de quilômetros quadrados (849, 425 milhas quadradas).

Em muitas nações das ilhas do Pacífico, incluindo as Ilhas Cook, o turismo e a agricultura ganharam velocidade na década de 1960. Como resultado, O excesso de nutrientes fertilizantes, como nitrogênio, infiltrou-se nos aquíferos costeiros das Ilhas Cook por muitos anos.

O nitrogênio é um nutriente essencial na água que promove o forte crescimento das plantas e animais. Contudo, em superabundância, o nitrogênio pode mudar o ecossistema para ser dominado por algas. O excesso de algas pode absorver muito oxigênio, deixando uma área no oceano com níveis de oxigênio esgotados. A área esgotada é hipóxica, o que significa que não há oxigênio suficiente para sustentar a vida, incluindo peixes e corais, de acordo com NOAA.

"É principalmente sobre a competição com algas, "Disse Erler." Esses fertilizantes têm o mesmo efeito nas plantas marinhas que as terrestres, então, na verdade, você está apenas promovendo a proliferação de algas. "

Os recifes de coral cobrem menos de 0,5% da superfície da Terra, mas sustentam 25% de todas as espécies marinhas. Se os recifes diminuíssem, mais de 1 milhão de espécies de plantas e animais associadas a eles também podem declinar, de acordo com o U.S. Geological Survey.

Rastreando os nutrientes anteriores

Erler e sua equipe suspeitaram que as águas subterrâneas profundas das Ilhas Cook ainda continham nitrogênio de mais de 40 anos atrás, mas as concentrações anteriores de nutrientes são difíceis de medir, ele disse.

No novo estudo, os pesquisadores analisaram impressões digitais de nitrogênio preservadas em esqueletos de coral de longa vida perto de Rarotonga, a maior das Ilhas Cook. O nitrogênio nos corais contém uma assinatura que pode ser usada para rastreá-lo até sua fonte. A equipe coletou núcleos de corais de colônias em dois recifes em volta de Rarotonga. Os núcleos foram seccionados em placas de 7 mm (0,3 polegada) de espessura e radiografados para determinar a idade e as características de crescimento. Os esqueletos de coral datavam de 1880 e continham nitrogênio bem preservado em sua arquitetura esquelética.

Usando as impressões digitais de nitrogênio presas nos esqueletos de coral, pesquisadores descobriram que a descarga de nitrogênio nas águas subterrâneas aumentou entre 1960 e 2000, um período de uso pesado de fertilizantes em Rarotonga. Documentos originais do Departamento de Agricultura das Ilhas Cook relatam que até 10,7 toneladas de ureia - um fertilizante de nitrogênio de 46 por cento - e 35 toneladas de nitrogênio foram usadas em Rarotonga em 1986, no final do boom agrícola. No auge do boom, os pesquisadores estimam que a taxa de aplicação de fertilizantes ricos em nitrogênio seja muito maior. Os pesquisadores suspeitam que o nitrogênio continuou a infiltrar-se nos recifes de coral ao redor das Ilhas Cook até 2000, até 15 anos após o término do uso de fertilizantes.

Essas informações permitiram aos pesquisadores determinar o intervalo de datas em que os corais foram poluídos. Eles descobriram que as águas subterrâneas estavam contaminadas com excesso de nitrogênio de 1963 a 1986, que começou a lixiviar para os corais circundantes em 1980 até 2000. A equipe de pesquisa identificou a água subterrânea como a culpada após descartar outras fontes, Disse Erler.

Conectando nitrogênio à agricultura

Para identificar de onde vinha o excesso de nitrogênio, os pesquisadores compararam os dados de nitrogênio do coral com os dados agrícolas históricos de Rarotonga. Erler estudou o material de cópia impressa arquivado do Departamento de Agricultura da ilha.

"Usando relatórios e outros registros, conseguimos reunir informações sobre o desenvolvimento agrícola nas décadas de 1960 e 1970, "ele disse." Basicamente, as ilhas foram fortemente cultivadas porque a demanda por produtos tropicais era alta. "

As principais safras de Rarotonga eram laranjas, abacaxis e bananas. A demanda por essas frutas se dissipou na década de 1980, e entrou em colapso em 1986, Disse Erler.

O novo estudo descobriu a aplicação de fertilizantes ricos em nitrogênio em terras agrícolas durante o boom da década de 1960, Anos 70 e 80, levou à infiltração de nutrientes em aqüíferos rasos e profundos. Mesmo quando o boom diminuiu e os fertilizantes ricos em nitrogênio foram retirados, os produtos químicos continuaram a afetar a lagoa e os recifes de coral circundantes da ilha, de acordo com Erler.

Os pesquisadores propõem que o nitrogênio e outros nutrientes continuem a vazar para as comunidades da lagoa ao redor até a virada do século. Isso significa que a descarga de nitrogênio agrícola nas águas subterrâneas persistiu por pelo menos 15 anos após o fim do boom em meados da década de 1980.

"Nossos resultados mostram que a entrada desregulada de nitrogênio nas ilhas tropicais acaba levando à descarga desse nitrogênio para os recifes circundantes, "disse ele." O ponto importante é que a descarga pode ocorrer ao longo de muitos anos após o fim da poluição. "

Esta história foi republicada por cortesia de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), uma comunidade de blogs de ciência espacial e terrestre, patrocinado pela American Geophysical Union. Leia a história original aqui.