Steven Beaupré no mar com o gerador usado para estudar como a produção de aerossol transporta matéria orgânica ancestral do oceano para a atmosfera. Crédito:Stony Brook University
Uma descoberta que ajuda a explicar como a matéria orgânica produzida pela vida há milhares de anos é finalmente removida do mar foi publicada em Avanços da Ciência por Steven Beaupré da Escola de Ciências Marinhas e Atmosféricas da Stony Brook University (SoMAS) e uma equipe nacional de cientistas.
Quando as ondas quebram no oceano, eles injetam partículas minúsculas no ar (chamadas aerossóis) que carregam moléculas orgânicas mais de 5, 000 anos de idade, o estudo encontra.
Décadas de medições revelaram que quase toda a matéria orgânica dissolvida nos oceanos é surpreendentemente velha - até vários milhares de anos. Mas os cientistas não entendem completamente como essa antiga matéria orgânica é eventualmente destruída. Beaupré e colegas realizaram experimentos para mostrar que parte dessa antiga matéria orgânica pode ser removida da água do mar quando bolhas de ar geradas por ondas estouram na superfície do oceano e injetam aerossóis na atmosfera. Medindo diretamente as idades de radiocarbono (14C) dos aerossóis, eles estimam que algo entre 19 e 40 por cento da matéria orgânica do aerossol é de pelo menos 5, 000 anos.
Experimentos anteriores dos colegas de Beaupré, David Kieber (SUNY ESF) e Bill Keene (Universidade da Virgínia), sugeriram que moléculas orgânicas antigas podem deixar o oceano como passageiros clandestinos a bordo dessas minúsculas partículas.
"Nosso novo estudo mostra que uma proporção significativa dessa matéria orgânica é realmente muito antiga, e que a formação de aerossóis por ondas quebrando pode ser um caminho de remoção significativo para o carbono antigo encontrado no mar, "diz Beaupré, autor principal e professor assistente.
Esta piscina de matéria orgânica antiga é enorme, retendo cerca de tantos átomos de carbono no oceano quanto existem em toda a vegetação na terra ou em todo o dióxido de carbono (CO 2 ) na atmosfera. É criado principalmente pela fotossíntese e, portanto, representa um reservatório de armazenamento de longo prazo para CO atmosférico 2 , que é um potente gás de efeito estufa. Portanto, é importante entender quais processos, em última análise, quebram essas moléculas antigas em algo que pode ser usado novamente pela natureza.
Uma vez na atmosfera, essas moléculas aerossolizadas são susceptíveis de serem quebradas pela luz solar em CO 2 e outras moléculas que são mais palatáveis para a vida marinha. De acordo, enfatiza Beaupré, esta descoberta tem implicações para a biogeoquímica oceânica e atmosférica, bem como o ciclo global do carbono e o clima.
Beaupré também diz que os resultados foram um tanto surpreendentes porque geralmente se acredita que apenas as moléculas orgânicas mais jovens são provavelmente injetadas na atmosfera por ondas de quebra. Isso ocorre porque as moléculas antigas deveriam ter se degradado para formas menos reativas durante sua exposição prolongada ao meio ambiente.
"Apesar dos efeitos do envelhecimento por milhares de anos, nossos resultados sugerem que mesmo algumas das moléculas mais antigas do mar podem competir com as mais novas para agarrar as bolhas ascendentes e disparar para o céu, " ele diz.
A equipe de pesquisa usou um gerador de aerossol especial para estudar esse processo durante um cruzeiro de um mês ao Oceano Atlântico Norte. O dispositivo produziu aerossóis imitando de perto as plumas de bolhas criadas pela quebra das ondas, conforme descrito em um artigo complementar também publicado online e co-autoria de Beaupré no Journal of Geophysical Research-Atmospheres .
Eles mediram a composição química e as idades de radiocarbono da água do mar que flui através do gerador e dos aerossóis que ele produziu. Combinado com medições do tamanho das partículas, eles concluíram que a matéria orgânica aerossolizada poderia sobreviver por cerca de uma semana na atmosfera, onde poderia ser levado para o interior pelos ventos, degradado quimicamente, e / ou redepositada no oceano.
Embora as pesquisas futuras abordem a taxa em que a matéria orgânica antiga é expelida do oceano pela quebra das ondas, a equipe de pesquisa também investigará outras maneiras pelas quais a matéria orgânica marinha é removida do mar.
