Nova pesquisa do estudante de doutorado Zhangxian Ouyang da Universidade de Delaware e do oceanógrafo Wei-Jun Cai, e uma equipe internacional de pesquisadores, demonstra que o rápido aquecimento e a perda de gelo marinho induziram grandes mudanças no oeste do Oceano Ártico.

As descobertas da equipe de pesquisa - publicadas na segunda-feira, 15 de junho em Nature Mudança Climática - mostrar que a capacidade do Oceano Ártico de remover dióxido de carbono da atmosfera pode variar muito, dependendo da localização.

A perda de gelo marinho no Oceano Ártico é uma consequência crítica das mudanças climáticas. À medida que o gelo marinho continua a derreter no Oceano Ártico ocidental, mais água doce está entrando na porção superior da água na Bacia do Canadá, que fica na costa do Alasca e do Canadá, ao sul da prateleira de Chukchi.

Este ciclo de derretimento do verão está exacerbando as mudanças sazonais e aumentando a quantidade de dióxido de carbono presente na camada superior da água, que compreende os 70 pés superiores da coluna de água. Isso está reduzindo a capacidade da bacia de remover dióxido de carbono da atmosfera.

Pensamento predominante, com base em medições de dados sob o gelo e em áreas da margem do oceano recém-derretido na década de 1990 e início de 2000, sugeriu que, quando o gelo derretesse, permitiria ao Oceano Ártico extrair grandes quantidades de dióxido de carbono da atmosfera, atuando como sumidouro de carbono e ajudando a mitigar os gases de efeito estufa. Contudo, pode não ser o caso em todos os lugares, particularmente na Bacia do Canadá, onde o recuo do gelo no verão avançou para a bacia profunda desde 2007.

As últimas descobertas da equipe de pesquisa são baseadas em uma análise de mais de 20 anos de conjuntos de dados globais coletados entre 1994-2017 por pesquisadores nos Estados Unidos, China, Japão e Canadá. Eles fornecem uma descrição mais precisa do que está acontecendo nesta região e se baseiam no trabalho anterior de Cai em 2010, que indicou que os níveis de dióxido de carbono na superfície do mar aumentam rápida e inesperadamente em direção aos níveis encontrados na atmosfera em bacias do Oceano Ártico recém-livres de gelo.

Por exemplo, o trabalho da equipe de pesquisa mostrou que, à medida que o gelo se quebra e derrete na Bacia do Canadá, esta água de degelo fica no topo da superfície do mar, criando uma espécie de "cobertor" que inibe a capacidade do oceano de absorver dióxido de carbono da atmosfera para as profundezas do oceano e armazená-lo lá. A equipe de Cai se refere a esse fenômeno como um "novo normal" que é criado pelo aquecimento sazonal extremo e pelo degelo na região.

"À medida que o dióxido de carbono se acumula na camada superficial da água devido ao derretimento do gelo, a quantidade de dióxido de carbono que esta área do Oceano Ártico pode retirar da atmosfera continuará a diminuir, "disse Cai, o Mary A.S. Professor Lighthipe no College of Earth, Oceano e Meio Ambiente. "Prevemos até 2030, a capacidade da Bacia do Canadá de servir como sumidouro de carbono será realmente mínima ”.

Adicionalmente, este rápido aumento do teor de dióxido de carbono na bacia pode ter acidificado rapidamente as águas superficiais, um processo que pode colocar em risco organismos marinhos calcificadores e interromper o funcionamento do ecossistema lá.

Em forte contraste, mais ao sul, no mar raso de Chukchi, a quantidade de dióxido de carbono na camada superior da água permanece muito baixa, muito mais baixo do que o que está presente na atmosfera. Isso significa que conforme o ar passa sobre a superfície da água, o mar pode absorver mais rapidamente o dióxido de carbono do ar.

Os pesquisadores sugerem que essa diferença é o resultado da alta produção biológica no Mar de Chukchi devido aos ricos nutrientes sendo transportados para lá em correntes vindas do Oceano Pacífico desde que o Estreito de Bering se abriu devido à perda de gelo anterior. Esses nutrientes permitem o crescimento abundante do fitoplâncton e de outros organismos marinhos que formam a base da teia alimentar marinha e alimentam o ecossistema mais amplo. O fitoplâncton também consome dióxido de carbono dissolvido na água durante a fotossíntese, permitindo que mais dióxido de carbono seja retirado da atmosfera circundante.

A equipe de pesquisa suspeita que o Mar de Chukchi se tornará um grande sumidouro de carbono no futuro e impactará o ciclo de carbono e o ecossistema do oceano profundo, enquanto a Bacia do Canadá provavelmente permanecerá menos, já que o gelo marinho na região continua a derreter e mudar a química da água.

De acordo com Lisa Robbins, cientista sênior aposentado do United States Geological Survey (USGS) e co-autor do artigo, essas mudanças podem ter implicações importantes para os organismos do Ártico. Por exemplo, O bacalhau do Ártico é uma pescaria importante no Ártico ocidental que contribui para a economia geral da região e desempenha um papel importante na teia alimentar marinha como fonte de alimento para outros organismos, como as baleias beluga e as focas aneladas. Os biólogos notaram que, com o aumento da temperatura e do degelo do mar, O bacalhau do Atlântico está respondendo movendo-se mais ao norte. Mudar a química da água também pode ter um papel, disse Robbins, que liderou três expedições para estudar a química da água da região no Ártico, a bordo do quebra-gelo dos Estados Unidos R / V Healy, enquanto estava com o USGS.

Conjuntos de dados de longo prazo, como os usados ​​neste estudo, são a chave para compreender e prever mudanças futuras no Ártico.

"A quantidade de informações que obtemos desses conjuntos de dados sobre como funciona o nosso oceano terra é enorme. Se os cientistas não tivessem coletado dados em 1994, não teríamos um lugar para começar e comparar, "disse Robbins, agora um professor de cortesia no College of Marine Science da University of South Florida.

Um artigo de 2019 na revista Wired descobriu que, no norte do Canadá, perto da Groenlândia, O degelo glacial parece estar ajudando as bacias hidrográficas a absorver dióxido de carbono da atmosfera. Embora sozinho não possa contrabalançar a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera devido às emissões de carbono, é uma ilustração importante de que as mudanças não são uniformes e os efeitos subsequentes - positivos e negativos - são o resultado de uma combinação complexa de vários fatores diferentes. Mais pesquisas e mais esforços colaborativos internacionais podem ajudar a responder a questões desafiadoras sem resposta.

À medida que a perda de gelo marinho acelera, os pesquisadores esperam que essas variações sazonais farão com que a água do oceano na Bacia do Canadá tenha altos níveis de dióxido de carbono e se torne cada vez mais ácida. Isso reduzirá ainda mais a capacidade da bacia de absorver dióxido de carbono da atmosfera e, potencialmente, reduzir sua capacidade de mitigar as mudanças climáticas.

Embora esse problema possa parecer muito distante de Delaware, é importante lembrar que o oceano é um sistema global com correntes de circulação que transportam água ao redor do mundo, até mesmo para o Oceano Atlântico na Costa Leste. E os gases de efeito estufa são um problema global.

Compreender como o derretimento do gelo é fundamentalmente importante para impulsionar a química do carbonato e as mudanças sazonais no dióxido de carbono nesta região do Oceano Ártico ajudará no avanço da ciência nesta área, talvez não imediatamente, mas a longo prazo, disse Cai.

“Estamos tentando entender os processos em funcionamento e se o Oceano Ártico continuará sendo um grande sumidouro de carbono, ao fornecer dados que podem ajudar os modeladores de sistemas terrestres a prever mudanças globais no ciclo do carbono, e a biologia do oceano e química da água, "Cai disse.