Quando os fertilizantes à base de nitrogênio fluem para os corpos d'água, o resultado pode ser mortal para a vida marinha perto da costa, mas qual é o efeito da poluição por nitrogênio no oceano aberto?

Um coral-cérebro de 130 anos forneceu a resposta, pelo menos para o Oceano Atlântico Norte na costa leste dos Estados Unidos. Ao medir o nitrogênio no esqueleto do coral, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade de Princeton encontrou significativamente menos poluição por nitrogênio do que o estimado anteriormente. O estudo foi publicado online no Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Para nossa surpresa, não vimos evidências de aumento da poluição por nitrogênio no Oceano Atlântico Norte nas últimas décadas, "disse Xingchen (Tony) Wang, que conduziu o trabalho como parte de seu doutorado em geociências em Princeton e agora é bolsista de pós-doutorado no California Institute of Technology.

Trabalho anterior da equipe baseada em Princeton, Contudo, encontrou poluição elevada de nitrogênio em outro local de oceano aberto no Mar da China Meridional, coincidindo com o aumento dramático na produção de carvão e uso de fertilizantes na China nas últimas duas décadas.

No novo estudo, os pesquisadores analisaram amostras de esqueleto de coral coletadas em oceano aberto a cerca de 620 milhas a leste do continente norte-americano perto da ilha de Bermuda, uma região considerada fortemente influenciada pelo nitrogênio transportado pelo ar liberado de fontes continentais dos EUA, como exaustão de veículos e usinas de energia.

Embora a equipe não tenha encontrado evidências de que o nitrogênio produzido pelo homem esteja aumentando, os pesquisadores notaram variações no nitrogênio que correspondiam aos níveis esperados de um fenômeno climático natural chamado Oscilação do Atlântico Norte, Disse Wang.

O resultado está em contraste com modelos de computador publicados anteriormente que previam um aumento significativo na poluição de nitrogênio causada pelo homem no Atlântico Norte.

O trabalho pode indicar que as medidas de controle de poluição dos EUA estão limitando com sucesso a quantidade de emissões de nitrogênio geradas pelo homem que entram no oceano.

"Nossa descoberta tem implicações importantes para o futuro do impacto do nitrogênio humano no Oceano Atlântico Norte, "disse Wang." Em grande parte devido aos avanços na tecnologia de poluição, as emissões de nitrogênio humano dos EUA mantiveram-se estáveis ​​ou mesmo diminuíram nas últimas décadas, "disse ele." Se as emissões continuarem neste nível, nossos resultados implicam que o Atlântico Norte aberto permanecerá minimamente afetado pela poluição de nitrogênio nas próximas décadas. "

Azoto, quando em sua forma biologicamente disponível e fornecido em excesso, pode causar crescimento excessivo de plantas e algas e levar a graves danos ao ecossistema, incluindo "zonas mortas" marinhas que se formam quando os microorganismos consomem todo o oxigênio da água, não deixando nada para os peixes. A produção de fertilizantes e a queima de combustíveis fósseis aumentaram muito a produção de biologicamente disponível, ou "consertado, "nitrogênio desde o início do século 20.

Quando emitido para a atmosfera, o nitrogênio fixo pode influenciar o oceano longe da terra. Contudo, os impactos no oceano são difíceis de estudar devido aos desafios envolvidos em fazer observações de longo prazo no oceano aberto.

Os corais podem ajudar. Os corais pedregosos ou "escleractinianos" são organismos de longa vida que constroem um esqueleto de carbonato de cálcio à medida que crescem. Os corais absorvem nitrogênio da água circundante e depositam uma pequena porção em seus esqueletos. Os esqueletos fornecem um registro natural das emissões de nitrogênio.

Para distinguir de fabricação humana, ou antropogênico, nitrogênio do tipo que ocorre naturalmente, os pesquisadores tiram vantagem do fato de que o nitrogênio vem em dois pesos. A versão mais pesada, conhecido como 15N, contém um nêutron a mais que o 14N mais leve. O nitrogênio antropogênico tem uma proporção menor de 15N a 14N do que o nitrogênio no oceano.

"Há muito tempo meu sonho é usar o nitrogênio em esqueletos de coral para reconstruir as mudanças ambientais do passado; graças a Tony, agora estamos fazendo isso, "disse Daniel Sigman, o Professor Dusenbury de Ciências Geológicas e Geofísicas em Princeton.

Enquanto estudante de graduação em Princeton, Wang desenvolveu um método sensível e preciso para medir a razão 15N-14N usando um espectrômetro de massa, que é como uma balança de banheiro para pesar moléculas.

Para coletar amostras de coral no Oceano Atlântico Norte, Wang e Anne Cohen, um cientista associado em geologia e geofísica na Woods Hole Oceanographic Institution, liderou uma equipe em 2014 para as Bermudas. Os investigadores removeram um núcleo de 23 polegadas de um coral de cérebro vivo ( Diploria labirintiforme ) cerca de 10 pés abaixo da superfície em Hog Reef, cerca de seis milhas da ilha principal. Os pesquisadores confirmaram que o vazamento de nitrogênio das Bermudas não foi um fator no local, medindo os níveis de nitrogênio no plâncton flutuando nas proximidades.

O estudo, "Forçante natural do ciclo de nitrogênio do Atlântico Norte no Antropoceno, "por Xingchen Tony Wang, Anne Cohen, Victoria Luu, Haojia Ren, Zhan Su, Gerald Haug e Daniel Sigman, foi publicado online na semana de 1º de outubro, 2018 na Proceedings of the National Academy of Sciences .