Pesquisadores da Universidade de Stanford afirmam ter encontrado uma rodovia aquática que permite que os nutrientes da barriga da Terra cheguem às águas superficiais da costa da Antártica e estimulem o crescimento explosivo de algas oceânicas microscópicas.

Seu estudo, publicado em 5 de junho na revista Nature Communications , sugere que as fontes hidrotermais - aberturas no fundo do mar que jorram fluxos escaldantes de fluido rico em minerais - podem afetar a vida perto da superfície do oceano e o ciclo global do carbono mais do que se pensava anteriormente.

Mathieu Ardyna, um pós-doutorado e autor principal do estudo, disse que a pesquisa fornece a primeira evidência observada de ferro nas profundezas do Oceano Antártico, transformando as águas superficiais normalmente anêmicas em hotspots para o fitoplâncton - as minúsculas algas que sustentam a teia alimentar marinha, puxar o dióxido de carbono que retém calor para fora do ar e produzir uma grande quantidade de oxigênio que respiramos. "Nosso estudo mostra que o ferro das fontes hidrotérmicas pode subir, viajar por centenas de quilômetros de oceano aberto e permitir que o fitoplâncton prospere em alguns lugares muito inesperados, " ele disse.

Kevin Arrigo, professor de ciência do sistema terrestre e autor sênior do artigo, classificou as descobertas como "importantes porque mostram como o oceano profundo e a superfície do oceano podem estar intimamente ligados".

Flores misteriosas

O fitoplâncton precisa de ferro para prosperar, e isso limita sua abundância em vastas faixas do oceano, onde as concentrações do nutriente são baixas. Mas quando as condições são adequadas, o fitoplâncton também pode crescer explosivamente, florescendo por milhares de milhas quadradas em questão de dias.

Isso é o que Ardyna notou recentemente ao observar os dados registrados em 2014 e 2015 por uma frota de robôs flutuantes equipados com sensores ópticos no Oceano Antártico. Mais de 1, 300 milhas da costa da Antártica e 1, 400 milhas do continente africano, duas flores inesperadamente grandes surgiram em uma área conhecida pela severa escassez de ferro e baixas concentrações de clorofila, um indicador de populações de fitoplâncton.

O florescimento maciço nesta região só seria possível com um influxo de ferro. Ardyna e Arrigo rapidamente descartaram as fontes mais comuns do oceano, incluindo plataformas continentais, derretimento do gelo marinho e da poeira atmosférica, que estavam simplesmente longe demais para ter muita influência.

Isso os levou a suspeitar que o nutriente deve estar brotando de baixo, possivelmente de uma série de fontes hidrotermais que pontilham uma dorsal meso-oceânica a 750 milhas de onde as gigantescas flores surgiram inexplicavelmente. Para ajudar a testar sua hipótese, eles recrutaram uma equipe internacional de colaboradores especializados em vários aspectos da oceanografia e modelagem.

"Há muito se sabe que as fontes hidrotermais criam oásis de vida únicos e profundos, "Disse Ardyna. Até recentemente, os cientistas geralmente acreditavam que esses efeitos nutritivos permaneceram bastante locais. Mas uma quantidade crescente de evidências de simulações de computador da dinâmica do oceano sugere que o ferro e outros elementos de sustentação da vida expelidos de fontes hidrotermais podem de fato alimentar a proliferação de plâncton em áreas muito mais amplas.

Contudo, faltam medições diretas.

No Oceano Antártico, isso é em parte devido à localização remota, frio extremo e mar agitado, o que torna difícil estudar de perto ou coletar dados precisos. "Seus sensores têm que estar no lugar certo na hora certa para ver essas flores, "Disse Ardyna." Os satélites podem subestimar a intensidade ou perdê-los completamente devido à má cobertura ou forte mistura da coluna de água, que empurra o fitoplâncton fundo demais para que os satélites vejam. "

Pistas do espaço, robôs flutuantes

Para rastrear o fluxo de partículas das aberturas na dorsal meso-oceânica, os cientistas analisaram dados de satélites medindo clorofila e de sistemas autônomos, bóias carregadas de sensores conhecidas como flutuadores Argo. À medida que mergulham e flutuam ao longo das correntes oceânicas, algumas dessas bóias detectam clorofila e outros substitutos para a biomassa do fitoplâncton. "Os carros alegóricos nos fornecem dados preciosos e únicos, cobrindo uma grande seção da coluna de água até 1, 000 metros de profundidade durante todo um ciclo anual, "Disse Ardyna.

Os cientistas não conseguiam medir diretamente o ferro na água, mas, em vez disso, analisou medições de hélio coletadas por cruzeiros científicos na década de 1990. A presença de sinais de hélio em águas influenciadas por fontes hidrotermais, que canaliza grandes quantidades de hélio primordial de baixo da crosta terrestre.

A clorofila, dados de fitoplâncton e hélio sugerem que uma poderosa corrente que circula a Antártica agarra os nutrientes que sobem das aberturas. Dois turbulentos, Os ramos velozes da corrente, então, transportam os nutrientes para o leste por um ou dois meses antes de servi-los como um banquete para o fitoplâncton subnutrido. Junto com a chegada do sol da primavera que o fitoplâncton precisa para a fotossíntese, a entrega desencadeia uma proliferação massiva que provavelmente pode absorver e armazenar quantidades significativas de carbono da atmosfera, disse Arrigo, que também é o Donald e Donald M. Steel Professor em Ciências da Terra.

Hora extra, as flores se movem para o leste em direção à corrente que corre ao redor da Antártica e desaparecem à medida que as criaturas marinhas as devoram. "Suspeitamos que esses hotspots são consumidos ou exportados para águas profundas, "Disse Ardyna.

Cada flor dura pouco mais de um mês, mas os mecanismos que os acionam são provavelmente mais comuns no oceano global do que os cientistas suspeitavam anteriormente.

“As fontes hidrotermais estão espalhadas por todo o fundo do oceano, "Disse Ardyna. Saber sobre os caminhos que trazem seus nutrientes até as águas superficiais ajudará os pesquisadores a fazer cálculos mais precisos sobre o fluxo de carbono nos oceanos do mundo." Ainda há muito a ser feito para revelar outros pontos potenciais e quantificar como é esse mecanismo alterando o ciclo do carbono. "