O meio dos oceanos da Terra está repleto de vastos sistemas de correntes rotativas conhecidas como giros subtropicais. Essas regiões ocupam 40% da superfície da Terra e há muito tempo são consideradas desertos biológicos notavelmente estáveis, com pouca variação na composição química ou nos nutrientes necessários para sustentar a vida.

Contudo, existe uma estranha anomalia no ecossistema do Giro Subtropical do Pacífico Norte que intrigou os cientistas por anos. Nesta região que ocupa o Oceano Pacífico entre a China e os Estados Unidos, a química muda periodicamente. Há uma flutuação particularmente notável nos níveis de fósforo e ferro, que afeta a composição geral de nutrientes e, em última análise, afeta a produtividade biológica.

Em um novo estudo publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , um grupo de pesquisadores descobriu a razão por trás dessas variações no ecossistema de giros subtropicais do Pacífico Norte. O grupo inclui Matthew Church, um ecologista microbiano da Estação Biológica Flathead Lake da Universidade de Montana, bem como Ricardo Letelier da Oregon State University e David Karl da University of Hawaii, entre outros.

"Variações no clima do oceano parecem regular o suprimento de ferro, alterando os tipos de plâncton que crescem nessas águas, que em última instância controla as concentrações de nutrientes do oceano, "Disse Church." Meu laboratório tem trabalhado em questões relacionadas ao papel do plâncton no controle da disponibilidade de nutrientes nos oceanos por muitos anos, e este estudo coloca muito desse trabalho no contexto. Como resultado de sustentado, observações de longo prazo, nosso trabalho confirma o quão fortemente acoplada a biologia do plâncton ao fornecimento de nutrientes, especificamente ferro, entregue da atmosfera. "

Usando três décadas de dados observacionais da Estação ALOHA, uma área de seis milhas no Oceano Pacífico ao norte do Havaí, dedicada à pesquisa oceanográfica, a equipe descobriu que a mudança periódica nos níveis de ferro resulta da entrada de ferro da poeira asiática, contabilizando as variações químicas e fornecendo quantidades variáveis ​​de nutrientes para sustentar a vida.

A chave para a 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 Oceano Pacífico.

Nos anos em que a baixa pressão enfraquece no nordeste do Pacífico, os ventos da Ásia se tornam mais fortes e se movem em uma direção mais ao sul. Isso traz mais poeira do continente asiático, "fertilizando" o oceano ao redor da Estação ALOHA. Quando a pressão aumenta, o oposto ocorre.

O fornecimento de nutrientes é um regulador fundamental da produtividade dos oceanos, e o fósforo e o ferro são componentes essenciais para a vida. Tipicamente, a coluna de água superior do oceano é fertilizada por água rica em nutrientes que vem das profundezas. Este é um processo difícil no ecossistema de Gyre Subtropical do Pacífico Norte porque as águas são muito estratificadas e pouca mistura realmente ocorre.

Quando os fortes ventos asiáticos trazem quantidades significativas de ferro, os organismos podem crescer e usar fósforo nas camadas superiores do oceano. Quando os ventos asiáticos enfraquecem e a entrada de ferro é reduzida, os organismos são forçados a retornar a um sistema de entrega de nutrientes de mistura em águas profundas. Isso cria a vazante e o fluxo periódicos dos níveis de ferro e fósforo no Giro do Pacífico Norte.

Church disse que as descobertas deste estudo enfatizam a necessidade crítica de incluir a variabilidade da circulação atmosférica e oceânica ao prever como as mudanças climáticas podem impactar os ecossistemas oceânicos.

"Isso reafirma a necessidade de pensar sobre o quão fortemente conectada a biologia do plâncton está às mudanças no clima e, em última análise, também às mudanças no uso da terra, que pode impactar diretamente o suprimento de poeira para o mar, " ele disse.

À medida que a temperatura da Terra continua a aquecer, os pesquisadores esperam ver mudanças de longo prazo nos padrões de vento em todo o Pacífico Norte. A evolução do uso da terra e da poluição impulsionada pela atividade humana na Ásia também afetará as fontes e a magnitude do ferro e de outros nutrientes transportados pelo vento através do oceano.

Mais pesquisas são necessárias para entender melhor como essas mudanças, em última análise, afetarão os ecossistemas nesta região do oceano, assim como outros em todo o mundo.