Os vastos "giros subtropicais" - grandes sistemas de correntes giratórias no meio dos oceanos - cobrem 40% da superfície da Terra e há muito são considerados desertos biológicos com águas estratificadas que contêm muito poucos nutrientes para sustentar a vida.

Essas regiões também são consideradas notavelmente estáveis, ainda assim, os cientistas documentaram uma anomalia no ecossistema do Giro Subtropical do Pacífico Norte que intrigou os oceanógrafos durante anos:a química da região muda periodicamente, especialmente os níveis de fósforo e ferro, afetando a composição geral de nutrientes e, em última análise, sua produtividade biológica.

Em um novo estudo publicado esta semana em Proceedings of the National Academy of Sciences , pesquisadores documentam o que induz essas variações:mudanças na quantidade de ferro que é depositado no oceano por meio de poeira da Ásia.

"Agora sabemos que essas áreas que eram consideradas estéreis e estáveis ​​são, na verdade, bastante dinâmicas, "disse Ricardo Letelier, um biogeoquímico e ecologista da Oregon State University, que em colaboração com David Karl da Universidade do Havaí conduziu este estudo. "Uma vez que essas áreas cobrem grande parte da superfície da Terra, precisamos saber mais sobre como eles funcionam para prever melhor como o sistema responderá às variações climáticas no futuro. "

O estudo se concentrou no Giro Subtropical do Pacífico Norte, e usou três décadas de dados de observação da Estação ALOHA pelo programa Hawaii Ocean Time-series, que é financiado pela National Science Foundation.

A camada superficial do giro do Pacífico Norte é caracterizada por águas muito claras e com quase nenhum nutriente. A extraordinária clareza ótica dessas águas permite que a luz solar penetre profundamente na coluna d'água e apóie a atividade fotossintética abaixo de 100 metros (ou 328 pés).

Tipicamente, a coluna de água superior do oceano é fertilizada pela mistura de água rica em nutrientes das profundezas, mas essas águas são muito estratificadas e pouca mistura ocorre. A água mais profunda (centenas a milhares de metros abaixo da superfície) é enriquecida em nutrientes por meio da decomposição dos restos de pequenos organismos que cresceram e colheram os nutrientes escassos nas camadas superficiais antes de afundar em direção ao fundo do mar.

Tanto o fósforo quanto o ferro são componentes essenciais para a vida e os pesquisadores notaram que os níveis desses nutrientes nas águas superficiais do giro do Pacífico Norte mudaram significativamente durante as três décadas do estudo.

Letelier disse que a equipe foi capaz de relacionar essas mudanças com a entrada de ferro da poeira asiática - uma combinação da desertificação daquele continente, com combustão, especialmente os incêndios florestais e a produção da fábrica e os padrões de vento no oceano Pacífico Norte - que foram responsáveis ​​pela variação e forneceram quantidades variáveis ​​de nutrientes para sustentar a vida.

E a chave para essa variação é a Oscilação Decadal do Pacífico, uma relação oceano-atmosfera que varia entre as fases forte e fraca da pressão atmosférica no nordeste do Pacífico. Nos anos em que a baixa pressão enfraquece, ventos da Ásia ficam mais fortes, mova-se mais para o sul, e trazer mais poeira, fertilizando o oceano ao redor da Estação ALOHA. Quando a pressão aumenta, o oposto ocorre.

Os ventos fortes podem trazer quantidades significativas de ferro, permitindo que os organismos cresçam e utilizem todo o fósforo nas camadas superiores do oceano. Contudo, porque a maior parte do ferro não é solúvel, as águas profundas são enriquecidas em fósforo em relação ao ferro. Portanto, quando os ventos são mais fracos, há pouca entrada de ferro para fertilizar e remover qualquer excesso de fósforo nas camadas superiores que podem ser introduzidos por meio da mistura em águas profundas.

"Às vezes, há períodos de 5-6 anos de enriquecimento de fósforo, e então há períodos em que ele muda, "Letelier disse." De 2000 a 2007, quase não havia fósforo. Vimos algumas mudanças na função do ecossistema, mas ainda não vimos mudanças significativas na composição biológica. Eles podem estar vindo; é muito cedo para dizer. "

À medida que o Ártico aquece, os cientistas dizem que esperam ver mudanças de longo prazo nos padrões de vento em todo o Pacífico Norte. Além disso, a evolução do uso da terra e da poluição impulsionada pela atividade antropogênica na Ásia afetará as fontes e a magnitude do ferro e de outros nutrientes transportados pelo vento através do oceano.

Como essas mudanças afetarão o transporte de poeira rica em ferro para o Pacífico oriental e afetarão a produtividade nesta vasta região oceânica permanece uma questão em aberto.