Cientistas da Universidade de Stanford descobriram uma mudança surpreendente no Oceano Ártico. Explosão de flores de fitoplâncton, as minúsculas algas na base de uma teia alimentar encimada por baleias e ursos polares, alteraram drasticamente a capacidade do Ártico de transformar o carbono atmosférico em matéria viva. Na última década, a onda substituiu a perda de gelo marinho como o maior impulsionador das mudanças na absorção de dióxido de carbono pelo fitoplâncton.

A pesquisa aparece em 10 de julho em Ciência . Autor sênior Kevin Arrigo, um professor da Escola da Terra de Stanford, Energia e Ciências Ambientais (Stanford Earth), disse que a crescente influência da biomassa fitoplanctônica pode representar uma "mudança significativa de regime" para o Ártico, uma região que está aquecendo mais rápido do que qualquer outro lugar na Terra.

O estudo centra-se na produção primária líquida (NPP), uma medida de quão rapidamente as plantas e algas convertem a luz do sol e o dióxido de carbono em açúcares que outras criaturas podem comer. “As taxas são muito importantes em termos de quanta comida existe para o resto do ecossistema, "Arrigo disse." Também é importante porque esta é uma das principais formas de CO ₂ é puxado para fora da atmosfera e para o oceano. "

Uma sopa espessa

Arrigo e colegas descobriram que o NPP no Ártico aumentou 57% entre 1998 e 2018. Esse é um salto sem precedentes na produtividade de uma bacia oceânica inteira. Mais surpreendente é a descoberta de que, embora os aumentos do NPP estivessem inicialmente ligados ao recuo do gelo marinho, a produtividade continuou a subir mesmo depois que o derretimento diminuiu por volta de 2009. "O aumento da NPP na última década se deve quase exclusivamente a um recente aumento na biomassa do fitoplâncton, "Disse Arrigo.

Dito de outra forma, essas algas microscópicas já metabolizaram mais carbono em todo o Ártico, simplesmente porque estavam ganhando mais águas abertas ao longo das estações de cultivo mais longas, graças às mudanças causadas pelo clima na cobertura de gelo. Agora, eles estão ficando mais concentrados, como uma sopa de algas espessas.

“Num determinado volume de água, mais fitoplâncton foram capazes de crescer a cada ano, "disse a principal autora do estudo, Kate Lewis, que trabalhou na pesquisa como um Ph.D. estudante do Departamento de Ciência do Sistema Terrestre de Stanford. "Esta é a primeira vez que isso foi relatado no Oceano Ártico."

Novos suprimentos de comida

O fitoplâncton requer luz e nutrientes para crescer. Mas a disponibilidade e a mistura desses ingredientes em toda a coluna d'água dependem de fatores complexos. Como resultado, embora pesquisadores do Ártico tenham observado a proliferação de fitoplâncton entrando em exagero nas últimas décadas, eles têm debatido quanto tempo o boom pode durar e quão alto pode subir.

Ao reunir uma nova coleção massiva de medições de cores do oceano para o Oceano Ártico e construir novos algoritmos para estimar as concentrações de fitoplâncton a partir deles, a equipe de Stanford descobriu evidências de que aumentos contínuos na produção podem não ser mais tão limitados por nutrientes escassos como antes se suspeitava. "Ainda é cedo, mas parece que agora há uma mudança para um maior suprimento de nutrientes, "disse Arrigo, o Donald e Donald M. Steel Professor em Ciências da Terra.

Os pesquisadores levantam a hipótese de que um novo influxo de nutrientes está fluindo de outros oceanos e vindo das profundezas do Ártico. "Sabíamos que o Ártico havia aumentado a produção nos últimos anos, mas parecia possível que o sistema estava apenas reciclando o mesmo estoque de nutrientes, "Lewis disse." Nosso estudo mostra que não é o caso. O fitoplâncton está absorvendo mais carbono ano após ano, à medida que novos nutrientes chegam a este oceano. Isso foi inesperado, e tem grandes impactos ecológicos. "

Decodificando o Ártico

Os pesquisadores foram capazes de extrair esses insights de medidas da clorofila do pigmento da planta verde feitas por sensores de satélite e cruzeiros de pesquisa. Mas por causa da interação incomum de luz, cor e vida no Ártico, o trabalho exigia novos algoritmos. "O Oceano Ártico é o lugar mais difícil do mundo para fazer sensoriamento remoto por satélite, "Arrigo explicou." Algoritmos que funcionam em qualquer outro lugar do mundo - que olham para a cor do oceano para julgar quanto fitoplâncton existe - não funcionam no Ártico. "

A dificuldade decorre em parte de um grande volume de água do rio cor de chá, que carrega matéria orgânica dissolvida que os sensores remotos confundem com clorofila. A complexidade adicional vem das maneiras incomuns pelas quais o fitoplâncton se adaptou à luz extremamente baixa do Ártico. "Quando você usa algoritmos globais de sensoriamento remoto por satélite no Oceano Ártico, você acaba com erros graves em suas estimativas, "disse Lewis.

No entanto, esses dados de sensoriamento remoto são essenciais para a compreensão das tendências de longo prazo em uma bacia oceânica em um dos ambientes mais extremos do mundo, onde uma única medição direta de NPP pode exigir 24 horas de trabalho ininterrupto por uma equipe de cientistas a bordo de um navio quebra-gelo, Lewis disse. Ela meticulosamente fez a curadoria de conjuntos de cores do oceano e medições de NPP, em seguida, usou o banco de dados compilado para construir algoritmos ajustados às condições únicas do Ártico. O banco de dados e os algoritmos agora estão disponíveis para uso público.

O trabalho ajuda a iluminar como as mudanças climáticas irão moldar a produtividade futura do Oceano Ártico, suprimento de alimentos e capacidade de absorção de carbono. "Haverá vencedores e perdedores, "Arrigo disse." Um Ártico mais produtivo significa mais comida para muitos animais. Mas muitos animais que se adaptaram para viver em um ambiente polar estão tendo mais dificuldade com o recuo do gelo. "

O crescimento do fitoplâncton também pode atingir o pico fora de sincronia com o resto da cadeia alimentar porque o gelo está derretendo no início do ano. Adicione a isso a probabilidade de mais tráfego marítimo conforme as águas do Ártico se abram, e o fato de que o Ártico é simplesmente muito pequeno para reduzir muito as emissões mundiais de gases de efeito estufa. "Está absorvendo muito mais carbono do que antes, "Arrigo disse, "mas não é algo em que possamos contar para nos ajudar a resolver nosso problema climático."