p Os oceanos da Terra têm uma notável capacidade natural de extrair carbono da atmosfera e armazená-lo nas profundezas das águas do oceano, exercendo um importante controle sobre o clima global. p Uma grande parte do dióxido de carbono emitido quando os humanos queimam combustíveis fósseis, por exemplo, é captado e armazenado no oceano por meio de um conjunto de processos que constituem o ciclo do carbono no oceano. Mas, a rápida taxa em que as emissões de dióxido de carbono estão aumentando significa que o futuro do ciclo é incerto, especialmente quando muitos dos processos-chave permanecem mal compreendidos. Em um novo artigo na revista Natureza , Tom Weber, professor assistente de ciências terrestres e ambientais em Rochester, e seus colegas, delineou e quantificou os mecanismos críticos envolvidos no ciclo do carbono do oceano, especificamente a "bomba biológica". Seus novos insights podem ser usados ​​para orientar os modelos de computador do clima para melhor prever os efeitos das mudanças climáticas em um mundo em aquecimento.

p Afundando mais fundo no oceano

p A bomba biológica descreve a soma de todos os processos biológicos que transferem dióxido de carbono da atmosfera para o oceano profundo. Pequenas plantas marinhas, conhecido como fitoplâncton, extrair dióxido de carbono da superfície do oceano para produzir biomassa. A biomassa se aglomera em partículas, que então afundam no oceano profundo. No fundo do oceano, as partículas se decompõem, liberando dióxido de carbono. "O efeito líquido é o 'bombeamento' de CO2 da atmosfera para as profundezas do oceano, "Diz Weber.

p Quanto mais fundo no oceano uma partícula afunda, mais tempo o carbono levará para retornar à superfície e de volta à atmosfera. Carbono liberado em profundidades de algumas centenas de metros, por exemplo, circula de volta para a atmosfera em escalas de tempo de 10 anos ou menos, mas se as partículas afundam no oceano profundo - mais profundo do que 1, 000 metros - seu carbono pode ser armazenado por até 1, 000 anos antes de retornar à superfície.

p Bombas de injeção de partículas

p Os pesquisadores acreditavam que a transferência de partículas da superfície para o oceano profundo ocorria simplesmente por meio do afundamento sob a força da gravidade - o que Weber e seus colegas chamam de "bomba gravitacional biológica". Contudo, nos últimos anos, os cientistas reconheceram outros processos que são importantes na transferência de carbono das águas superficiais para as profundezas do oceano. Conforme descrito no artigo, estes incluem a mistura física do oceano pelo vento, por correntes oceânicas em grande escala, e por transporte biológico por meio de animais, como pequenos peixes que comem as partículas de biomassa na superfície e as excretam em profundidade. Os pesquisadores se referem a esses processos coletivamente como "bombas de injeção de partículas" (PIPs) porque podem "injetar" partículas em profundidades muito mais profundas - em relação à mera sedimentação gravitacional - antes que ocorra a decomposição e o carbono seja liberado.

p "É uma maneira muito mais eficiente de puxar carbono da superfície para as águas profundas, "Diz Weber.

p Weber e seus colegas combinaram evidências observacionais e cálculos de novos modelos para quantificar pela primeira vez quanto carbono é transferido pelos PIPs. Eles descobriram que os PIPs são um fator muito mais influente do que se pensava anteriormente:coletivamente, eles são responsáveis ​​por tanto armazenamento de carbono no oceano quanto a bomba gravitacional biológica.

p O ciclo do carbono no oceano e as mudanças climáticas

p Como o ciclo do carbono do oceano é afetado por mudanças ambientais na luz, temperatura, e disponibilidade de nutrientes, os pesquisadores podem usar seus novos resultados para melhorar os modelos climáticos e prever melhor como o ciclo do carbono nos oceanos responderá às futuras mudanças climáticas globais, Weber diz. "Se quisermos ter algum poder preditivo com relação à bomba biológica, precisamos entender todos os mecanismos e equipar nossos modelos climáticos globais com uma representação completa. "

p O ciclo do carbono nos oceanos é mais afetado pelas mudanças climáticas devido ao aquecimento das águas oceânicas. O oceano profundo está cheio de frio, denso, e água rica em nutrientes, enquanto a superfície do oceano é mais quente e mais leve. A fim de manter a produtividade biológica, o vento agita as águas do oceano, misturando-os para trazer a água rica em nutrientes à superfície. Quando a temperatura do oceano aumenta devido à mudança climática, Contudo, a diferença de densidade entre a água da superfície do oceano e a água do oceano profundo aumenta, tornando mais difícil para o oceano se misturar, Weber diz. "Registros de satélite mostram que a produtividade geral da superfície do oceano está diminuindo porque a agitação dos nutrientes está se tornando menos eficiente."

p A nova pesquisa de Weber adiciona outra "ruga para o problema, ", diz ele. As visualizações anteriores da bomba biológica indicaram que uma taxa de mistura oceânica reduzida diminuiria a produtividade, mas" não afetaria realmente outros processos na bomba biológica:uma vez que você produz as partículas, a gravidade sozinha os faria afundar e se decompor. "A nova visão, Contudo, indica que uma desaceleração na mistura também diminuirá os PIPs, que são vitais para o ciclo de carbono do oceano como "mecanismos de exportação muito eficientes que tornam as partículas boas e profundas onde o carbono pode ser armazenado por mais tempo, "Diz Weber.

p Se as partículas não forem trazidas para o fundo do oceano, isso pode, por sua vez, feedback sobre as mudanças climáticas. "Se o dióxido de carbono for liberado em profundidades mais rasas, ele escapa mais rápido para a atmosfera, significando mais dióxido de carbono na atmosfera, onde contribui para o aquecimento global. "