Duke Univ. O estudante de doutorado Weiyi Tang monta uma incubadora de fluxo contínuo para medir a fixação oceânica de nitrogênio em um cruzeiro de pesquisa. Crédito:Karyn Perdue, Museu da Vida e Ciência, Durham, N.C.
A fixação de nitrogênio é surpreendentemente alta nas águas costeiras e pode desempenhar um papel maior do que o esperado no dióxido de carbono (CO 2 ) absorção nessas águas, mostra um novo estudo liderado por cientistas da Duke University.
Saber onde e quando a fixação de nitrogênio está ocorrendo ajudará os cientistas a quantificar melhor a capacidade das águas costeiras de absorver e armazenar dióxido de carbono e auxiliar em futuras previsões climáticas.
"Modelos anteriores sugeriam que a maior parte da fixação de nitrogênio ocorria no oceano aberto. Encontramos o oposto:as taxas são, na verdade, mais altas nas áreas costeiras. Elas simplesmente foram negligenciadas até agora, "disse Nicolas Cassar, professor de biogeoquímica da Duke's Nicholas School of the Environment, quem foi o autor sênior do estudo.
A maior parte dessa atividade negligenciada está sendo conduzida por micróbios conhecidos como diazotróficos cianobacterianos que vivem nas águas costeiras, o estudo mostra.
Os minúsculos organismos absorvem o gás nitrogênio (N 2 ) e convertê-lo em amônia (NH 3 ), uma forma de nitrogênio que o fitoplâncton, a base da teia alimentar marinha, pode usar como alimento. Isso, por sua vez, alimenta a fotossíntese pelo fitoplâncton e a absorção de CO 2 .
"Isso significa que temos que revisitar a distribuição global de N marinho 2 fixação e reavaliar seu papel no ciclo do carbono costeiro, "disse Weiyi Tang, um Ph.D. estudante em Ciências da Terra e do Oceano na Duke's Nicholas School, que conduziu a pesquisa como parte de sua tese de doutorado.
Um amostrador é implantado para coletar amostras de água do mar que serão usadas para medir as taxas de fixação de nitrogênio e caracterizar as comunidades microbianas. Crédito:Weiyi Tang, Duke Univ.
Cassar e Tang publicaram seu estudo revisado por pares em 19 de fevereiro em Nature Communications .
Suas descobertas são baseadas em milhares de amostras de água do mar coletadas em 6, 000 quilômetros do Atlântico Norte ocidental durante dois cruzeiros de pesquisa de 10 dias em 2015 e 2016.
Foi possível coletar aquele volume sem precedentes de dados em um período de tempo tão curto no mar, Cassar explicou, porque sua equipe de laboratório desenvolveu um instrumento que lhes permite fazer análises quase contínuas em tempo real de N 2 fixação. Eles usam um método chamado FARACAS, ou ensaios de redução de acetileno por incubação em fluxo contínuo por espectroscopia de absorção a laser com anel de cavidade.
Anteriormente, a única maneira que os cientistas tiveram para quantificar a fixação de nitrogênio marinho, que tende a ser de natureza muito episódica, era coletar amostras esporadicamente, talvez duas vezes ao dia, em locais onde seu navio de pesquisa parou. Era como ler apenas dois capítulos de um livro em vez de todos eles, Disse Cassar. Isso deixou lacunas na narrativa.
"Nosso novo instrumento nos permite coletar amostras quase contínuas em grandes extensões do oceano enquanto o navio está em movimento, o que o torna uma ferramenta muito melhor para auxiliar os pesquisadores. É como uma bússola biogeoquímica, "disse ele." Embora cada ponto de dados não seja totalmente independente nesta resolução, podemos coletar mais dados em um cruzeiro do que você encontra na literatura existente. "
Uma meta-análise da literatura existente que Tang posteriormente conduziu mostra que a fixação de nitrogênio é provavelmente significativa em outras regiões costeiras em todo o mundo, também, não apenas no oeste do Atlântico Norte.
"A fixação de nitrogênio é um dos processos mais importantes que governam a vida na Terra e nos oceanos. O desenvolvimento desta nova técnica para medir a fixação de nitrogênio já está mudando nossa compreensão de onde e quando isso acontece, "disse Hedy Edmonds, diretor do programa da Divisão de Ciências Oceânicas da National Science Foundation (NSF), que financiou a pesquisa por meio de uma bolsa CAREER (# 1350710) para Cassar.
