Pedregulho, Colo., EUA:Elementos metálicos raros encontrados em aglomerados no fundo do oceano permanecem misteriosamente descobertos, apesar das areias móveis e sedimentos muitas léguas sob o mar. Os cientistas agora acham que sabem por quê, e pode ter implicações importantes para a mineração desses metais, preservando a fauna estranha no fundo do oceano.

O crescimento desses nódulos do fundo do mar - pedaços metálicos de manganês, ferro, e outros metais encontrados em todas as principais bacias oceânicas - é um dos processos geológicos conhecidos mais lentos. Essas concreções aneladas, que são fontes potenciais de terras raras e outros elementos críticos, crescem em média apenas 10 a 20 milímetros a cada milhão de anos. No entanto, em um dos mistérios mais duradouros das ciências da terra, eles de alguma forma conseguem evitar ser soterrados por sedimentos, apesar de sua localização em áreas onde a argila se acumula pelo menos 100 vezes mais rápido do que os nódulos crescem.

Entender como essas aglomerações de metais permanecem no fundo do mar pode ajudar os geocientistas a fornecer conselhos sobre como acessá-los para uso industrial. Um novo estudo publicado este mês em Geologia ajudará os cientistas a compreender melhor este processo.

“É importante que qualquer extração desses recursos seja feita de forma a preservar os frágeis ambientes do fundo do mar em que se encontram, "disse a autora principal Adriana Dutkiewicz, um ARC Future Fellow na Escola de Geociências da Universidade de Sydney.

Terras raras e outros elementos críticos são essenciais para o desenvolvimento de tecnologias necessárias para economias de baixo carbono. Eles desempenharão um papel cada vez mais importante para as células solares de próxima geração, turbinas eólicas eficientes, e baterias recarregáveis ​​que irão impulsionar a revolução das energias renováveis.

Resolvendo o Enigma

De limpar correntes de fundo a cavar animais, pesquisadores propuseram uma série de mecanismos para explicar esse enigma. Mas resolvê-lo depende de um melhor entendimento de onde os nódulos estão situados e das condições ambientais que lá prevalecem. Agora, um estudo global publicado em Geologia usa aprendizado de máquina preditivo para investigar quais fatores controlam a localização de nódulos polimetálicos. Os resultados oferecem novos insights para informar a exploração mineral em alto mar, bem como sua regulamentação.

"A Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos está atualmente preparando novos regulamentos ambientais para governar a mineração em alto mar, "Dr. Dutkiewicz disse." Nossa análise representa um global, síntese baseada em dados para informar imparcialmente essas políticas e gestão ambiental do oceano profundo. "

Dr. Dutkiewicz e co-autores Dr. Alexander Judge e Professor Dietmar Müller combinaram dados de acesso aberto para milhares de nódulos polimetálicos com conjuntos de dados globais de parâmetros ambientais importantes para criar um modelo de aprendizado de máquina que classifica os fatores que controlam a localização do nódulo. O mapa resultante prevê onde os nódulos polimetálicos são mais prováveis ​​de ocorrer.

Os autores ficaram surpresos ao descobrir que globalmente os nódulos ocorrem em regiões onde as velocidades da corrente de fundo são muito lentas para remover sedimentos. Em vez de, os nódulos estão associados à fauna do fundo do mar.

"Organismos como estrelas de peixes, polvos e moluscos parecem manter os nódulos na superfície do fundo do mar forrageando, cavando e ingerindo sedimentos sobre eles e ao redor deles, "Dr. Dutkiewicz disse." Embora esses organismos ocorram em concentrações relativamente baixas no fundo do mar abissal, eles ainda são abundantes o suficiente para afetar localmente o acúmulo de sedimentos. "

Esta percepção é apoiada por observações diretas do fundo do mar de campos de nódulos por estudos independentes. "Nossa conclusão é que os ecossistemas e nódulos do fundo do mar estão inextricavelmente conectados, "Dr. Dutkiewicz disse.

Os resultados do estudo também sugerem que as regiões onde os nódulos são mais prováveis ​​de ocorrer são mais extensas do que o que foi anteriormente assumido e incluem vastas áreas que ainda estão para ser exploradas - descobertas com importantes implicações industriais e de conservação.

"Nosso mapa destaca regiões que podem ser importantes economicamente, "Dr. Dutkiewicz disse, "mas, ao mesmo tempo, chama a atenção para áreas do fundo do mar que podem ser hotspots para diversos organismos do fundo do mar sobre os quais pouco sabemos."

Como as técnicas usadas pelos pesquisadores podem ser modificadas para investigar outras características do fundo do mar, esta abordagem - bem como a conclusão de que existe uma aparente "simbiose" entre a fauna do fundo do mar e os nódulos - também pode ter implicações para futuras pesquisas sobre biodiversidade.

"Vastas regiões do fundo do mar são inexploradas, "Dr. Dutkiewicz disse, "portanto, as consequências da mineração de nódulos para os ecossistemas do fundo do mar precisam ser avaliadas com cuidado."